Les processus impliquant des thermoplastiques ont été et continuent d’être soigneusement étudiés par CD Automation afin de fournir aux partenaires des projets personnalisés de qualité de l’énergie visant à l’efficacité et à une plus grande durabilité de ces processus.
Dans cet article, nous examinerons une opération de transformation des matières plastiques, qui permet de produire une variété d’articles à corps creux: le moulage par soufflage. Nous décrirons plus en détail le processus d’étirage-soufflage et les solutions proposées par CD Automation pour ce processus.
Qu’est-ce que le soufflage?
Le moulage par soufflage est une technique de transformation des matières plastiques dérivée du soufflage du verre. La première machine de moulage par soufflage a été conçue par Enoch Ferngren et William Kopitke et vendue à la Hartford Empire Company en 1937, année où la technologie s’est répandue dans le commerce. Le verre, trop fragile pour un tel traitement, a rapidement été supplanté par le plastique et, en 1939, la première production de masse de bouteilles fabriquées dans ce matériau a eu lieu aux États-Unis.
Comment fonctionne le processus de moulage par soufflage?
Le soufflage est une opération assez simple et intuitive, mais qui se déroule en plusieurs étapes:
- introduire d’abord la matière première sous forme de granulés dans un cylindre chauffé.
- Les températures élevées rendent la matière pâteuse et prête à être mélangée, via une vis, et extrudée ou injectée pour former une préforme tubulaire en plastique, la paraison.
- La paraison est serrée dans un moule spécial, qui est façonné en fonction de la forme du produit final.
- De l’air est insufflé dans la préforme, ce qui gonfle le plastique et le fait adhérer aux parois du moule.
- Une fois la matière thermoplastique refroidie et donc durcie, le moule s’ouvre et la pièce est éjectée.
Quels sont les avantages de cette technologie?
Le moulage par soufflage offre un large éventail d’avantages, notamment:
- des délais de production rapides
- possibilité de souffler des pièces complexes et d’ajuster le poids du conteneur;
- possibilités d’intégrer les poignées dans la conception des emballages.
Ce type de traitement est également idéal pour la production d’emballages multicouches et de récipients dotés de fenêtres de visibilité.
Focus sur le moulage par soufflage
Le moulage par soufflage est réalisé selon différentes techniques. L’une des plus efficaces, notamment dans le secteur des boissons, est l’étirage-soufflage. Ce procédé est en effet bien connu pour la production de bouteilles en PET. Utilisé depuis le début des années 1970, le procédé s’est largement répandu parallèlement à la croissance de la demande de bouteilles de boissons gazeuses
Les avantages
L’un des principaux avantages de l’étirage-soufflage est la possibilité d’étirer la préforme dans une direction biaxiale afin d’augmenter la résistance à la traction, les propriétés de barrière, la transparence et la charge maximale des conteneurs. Ces améliorations permettent de réduire le poids total des conteneurs de près de 10/15 % par rapport à d’autres procédés
Mono-étage ou bi-étage, comment choisir?
Les procédés d’étirage-soufflage peuvent être divisés en deux catégories: à une étape et à deux étapes. Dans le premier cas, l’extrudeuse injecte une préforme dans un moule, dans lequel le plastique est rapidement refroidi, formant ainsi la paraison. Une fois ramollie, elle s’étend jusqu’à environ deux fois sa longueur initiale. L’opération se poursuit ensuite dans la même machine que celle décrite ci-dessus pour le moulage par soufflage. Cette technique est efficace dans les applications où des vitesses de production particulièrement élevées ne sont pas requises.
L’étirage-soufflage en deux étapes, quant à lui, est utilisé pour des volumes de production élevés. Il se distingue de la technique précédente par l’utilisation de préformes déjà fabriquées. Cette caractéristique permet aux entreprises de produire ou d’acheter leurs propres préformes.
Dans ce processus, la machine moule par injection une préforme, qui est ensuite transférée vers une autre machine, où elle est soufflée et éjectée. L’étirage-soufflage en deux étapes nécessite généralement de grandes séries de production pour justifier les dépenses importantes liées aux moules d’injection, nécessaires à la création de la préforme, et aux moules de soufflage nécessaires à l’obtention du contenant.
L’indépendance du processus de moulage par injection par rapport au processus de moulage par soufflage, décrite ci-dessus, permet d’optimiser les deux processus séparément. Cet avantage signifie que les préformes peuvent être stockées, expédiées sur de longues distances et utilisées en cas de besoin.
Application dans le secteur des boissons
Comme prévu, l’étirage-soufflage fait partie du processus de production en deux étapes des bouteilles en polyéthylène téréphtalate (PET), le matériau le plus utilisé pour l’emballage des boissons. Pour cette application, l’étirage-soufflage consiste en deux étapes: dans la première, le moulage par injection, les machines produisent des parisons en forme de flacon ou d’éprouvette. Leurs cols sont complètement finis, mais les dimensions des préformes sont considérablement plus petites que celles du produit fini, qui n’est obtenu que par la phase d’étirage-soufflage chauffée.
La fonction des lampes à rayons infrarouges
La dernière étape indiquée est assurée par des modules de chauffage équipés de lampes à rayons infrarouges. Il s’agit d’un moment délicat du processus. Il est en effet difficile pour les différentes préformes de passer le même temps à l’intérieur des fours, en raison de la manière dont elles sont indexées. Et ce problème est exacerbé lorsque le nombre de cavités des moules augmente. En outre, la chaleur émise par une lampe infrarouge n’est pas constante sur toute sa longueur. En effet, son point central émet 10 à 20% de chaleur en plus que ses extrémités.
Ces inconvénients empêchent de chauffer uniformément les préformes. Il en résulte des différences dans la répartition des parois de la bouteille dans le moule.
La solution de CD Automation
CD Automation, avec plus de 30 ans d’expérience, a développé l’unité de puissance multicanaux REVO PN, pour l’efficacité et la durabilité des processus d’étirage-soufflage et le contrôle des éléments chauffants et des lampes infrarouges. Cette unité est capable de gérer des applications avec de nombreuses zones de puissance dans un encombrement réduit. Grâce à l’algorithme de distribution de puissance, REVO PN permet d’équilibrer et de limiter la demande de courant de pointe afin de maintenir une qualité élevée du courant tiré, en limitant la consommation et les pertes sur le réseau électrique.
Le rôle de REVO PN
L’utilisation du REVO PN dans les processus d’étirage-soufflage permet de réduire considérablement les pics de puissance, en les maintenant en dessous des niveaux convenus contractuellement et en évitant les pénalités et les dépenses imprévues.
L’unité est capable de gérer jusqu’à 24 éléments chauffants. En synchronisant le mode de conduction de tous les canaux, il est possible d’éviter les pics de tension, tout en maintenant le facteur de puissance proche de 1. En outre, chaque module peut communiquer de manière autonome avec les bus de terrain les plus courants et diagnostiquer à un stade précoce les défaillances des éléments chauffants et les courts-circuits sur les thyristors.
Enfin, le mode « Dynamic burst firing » du REVO PN réduit le scintillement dans les applications utilisant des lampes infrarouges à ondes courtes.
La solution pour contrôler les lampes infrarouges industrielles
Pour les applications nécessitant l’utilisation de lampes infrarouges, CD Automation propose un panneau intégré complet comprenant une unité à thyristor et un régulateur de température ou d’humidité avec un mode de contrôle automatique/manuel. La détection de la température peut se faire par thermocouple ou pyromètre, avec la possibilité d’utiliser une entrée de vitesse comme point de consigne de puissance, assurant ainsi un contrôle précis et fiable du processus.
Vous souhaitez savoir comment rendre vos processus d’étirage-soufflage plus efficaces et plus compétitifs? Contactez-nous et réservez une session de consultation gratuite avec l’un de nos experts. Vous recevrez des propositions stratégiques adaptées à vos besoins.
