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Extrusion de tubes et profilés

Nous collaborons activement avec le client tout au long du processus pour résoudre les défauts et améliorer la productivité. Nous travaillons en étroite collaboration pour mettre au point des solutions qui n’interfèrent pas avec les conditions de processus, en explorant ensemble des additifs et des matériaux alternatifs capables d’agir sur les causes primaires de défectuosité. Le résultat est une synergie qui réduit considérablement les rebuts et développe de la valeur dans l’innovation à partir des compétences des deux parties.

Nous collaborons activement avec le client tout au long du processus pour résoudre les défauts et améliorer la productivité. Nous travaillons en étroite collaboration pour mettre au point des solutions qui n’interfèrent pas avec les conditions de processus, en explorant ensemble des additifs et des matériaux alternatifs capables d’agir sur les causes primaires de défectuosité. Le résultat est une synergie qui réduit considérablement les rebuts et développe de la valeur dans l’innovation à partir des compétences des deux parties.

Applications

Rifra - Extrusion de profilés et tubes machines
Rifra extrusion profilés tubes produit
Rifra - Extrusion de profilés et tubes détail

Phase un

1. Préparation et dosage du matériau

La matière première (granulés, poudres ou broyat) est stockée, séchée si nécessaire (pour les polymères hygroscopiques comme le PA, PC, PET) et dosée par des systèmes volumétriques ou gravimétriques. Le masterbatch est dosé dans la même phase en pourcentages généralement compris entre 1 % et 5 %. Dans cette phase, les trois conditions essentielles à contrôler sont :

Humidité résiduelle vérifiée et sous les limites du polymère (pour les matières premières potentiellement hygroscopiques).

Dosage gravimétrique du masterbatch avec une précision élevée pour garantir la répétabilité colorimétrique.

Séparation des lots de broyat et qualification de l’indice de fluidité (MFI) avant utilisation en production.

Phase deux

2. Extrusion

Le matériau dosé entre dans la trémie et est acheminé par la vis dans la zone de fusion (fourreau). Le profil de température du fourreau est divisé en zones plus la tête d’extrusion. Le polymère fondu est homogénéisé et poussé vers la filière à pression et débit constants. Dans cette phase, la stabilité du débit et de la pression à la tête est fondamentale pour la constance dimensionnelle du profilé. Les variations du profil thermique, l’usure de la vis et/ou du fourreau, la présence de zones de stagnation du matériau causent une dégradation localisée, des stries de couleur et une instabilité dimensionnelle. Dans cette phase, il est essentiel de gérer :

Un profil de températures de la vis optimisé pour le polymère traité.

La pression à la tête pour qu’elle soit stable avec des variations minimales pendant la production.

La maintenance de la vis et du fourreau pour qu’ils soient exempts d’usure significative.

Les éléments de criticité principale de cette phase sont :

Vitesse du polymère

Vitesse de cisaillement du polymère dans la vis, influence la viscosité et la chaleur de friction et est corrélée au débit de l’installation.

Pression du fondu

Pression du fondu à la tête, indice de stabilité du processus, doit être constamment surveillée.

Temps de séjour

Temps de séjour du polymère dans la vis, est corrélé au risque de dégradation du polymère avec perte consécutive de performances esthétiques et mécaniques.

Zones de stagnation

Zones de stagnation du matériau dans la vis ou dans la tête où s’accumule le polymère dégradé.

Rapport technique L/D

Le rapport longueur/diamètre de la vis influence la plastification et le mélange des composants constitutifs de la formule.

Instabilité du débit d’extrusion avec oscillations cycliques de la pression.

Temps de séjour du polymère dans la vis, est corrélé au risque de dégradation du polymère avec perte consécutive de performances esthétiques et mécaniques.

Phase trois

3. Formage à travers la filière

Le polymère fondu transite à travers la filière (die) qui définit son profil transversal. Pour les tubes, on utilise une tête avec mandrin et le calibrage commence déjà dans la filière. La conception de la filière doit garantir un flux équilibré et uniforme sur toute la section. Dans cette phase, le déséquilibre du flux dans la filière génère des épaisseurs différentielles, un bow (courbure du profilé) et des déformations géométriques. Le die swell (gonflement du fondu à la sortie) doit être prévu dans la conception de la filière. Des températures non uniformes dans les différentes zones de la filière causent des vitesses de flux différentielles. Dans cette phase, les trois conditions optimales à gérer sont :

Filière conçue avec analyse rhéologique informatisée (FEM/CFD) pour garantir un flux équilibré.

Température de la filière uniforme sur toute la section avec résistances localisées et thermorégulateurs dédiés.

Land length optimisé pour le polymère et la géométrie du profilé, avec possibilité de réglage fin (lip adjustment).

Dans la gestion du processus, les éléments d’attention sont :

Gonflement du fondu

Le gonflement du fondu à la sortie de la filière est un effet élastique du polymère et dépend de la température et du débit.

Équilibrage du flux

L’équilibrage du flux dans la filière sert à obtenir des épaisseurs uniformes sur des profilés asymétriques.

Longueur de filière

La longueur du tronçon rectiligne final de la filière, de même que la température et le débit, influence le die swell et la stabilité du flux.

Ligne de jonction

La ligne de jonction du fondu qui se forme en aval du mandrin dans les tubes est un point faible potentiel du produit.

Instabilité de flux

Flux irrégulier avec aspect superficiel en peau d’orange pour des vitesses de cisaillement excessives.

Phase quatre

4. Calibrage et refroidissement

Le profilé/tube sortant de la filière passe à travers un calibreur (en dépression pour les tubes) ou un bain de refroidissement qui en fixe les dimensions. Pour les profilés complexes, on utilise des calibres à sec avec vacuomètre contrôlé. Le refroidissement s’effectue dans des cuves d’eau ou avec des buses à brouillard. Le rapport de tirage (draw ratio) entre vitesse d’extrusion et vitesse de la chenille détermine l’orientation moléculaire et l’épaisseur finale. Les tensions résiduelles dues à un refroidissement non uniforme causent des déformations post-processus. Pour les tubes, les tolérances dimensionnelles (diamètre extérieur, épaisseur) sont réglementées par des normes strictes. Dans cette phase, les trois conditions essentielles à contrôler sont :

Vitesse de tirage synchronisée avec le débit d’extrusion pour maintenir le draw ratio dans la plage optimale.

Température de l’eau de refroidissement constante et uniforme pour éviter les tensions résiduelles asymétriques.

Surveillance en ligne de l’épaisseur avec capteurs à ultrasons et système de rétroaction automatique.

Dans cette dernière phase, les criticités à gérer sont :

Rapport de tirage

Le DR a un effet sur l’orientation moléculaire et par conséquent sur les propriétés mécaniques.

Gestion du vide

Dans le cas spécifique des tubes, le calibrage en dépression est fondamental pour le contrôle continu du vide.

Ovalisation

L’ovalisation du tube peut survenir en cas de refroidissement non uniforme ou de pression de calibrage insuffisante.

Variation de l’épaisseur

La variation d’épaisseur le long de la circonférence du tube doit être surveillée, souvent avec un système à ultrasons.

Phase cinq

5. Rectification des épaisseurs et coupe

Grâce à des systèmes de rétroaction automatique (feedback loop), les éventuels écarts dimensionnels sont corrigés en agissant sur la vitesse de la chenille ou sur le débit de la pompe de l’extrudeuse. Le profilé/tube est ensuite coupé à la longueur nominale avec des tronçonneuses à lame orbitale ou des scies. La tolérance de coupe influence les opérations d’assemblage en aval. La coupe à chaud cause des bavures et des déformations. Les systèmes de mesure en ligne doivent être étalonnés périodiquement. La dérive lente (drift) du processus nécessite des ajustements fréquents. Dans cette phase, les trois technologies gagnantes sont :

Le système de mesure en ligne avec fréquence d’échantillonnage adéquate et étalonnage sous contrôle.

La rétroaction automatique agissant sur la vitesse de la chenille et/ou le débit pour correction en temps réel des écarts.

Le système de coupe à froid avec outils affûtés pour garantir des surfaces de coupe planes et sans bavures.

Dans cette dernière phase, les passages stratégiques sont :

Contrôle en boucle fermée

Système de contrôle en rétroaction automatique des dimensions du profilé.

Mesure

Systèmes de mesure en ligne sans contact pour diamètre et épaisseur.

Marchés

Les marchés pour l’extrusion de profilés et tubes

Le succès dans l’extrusion de profilés et tubes repose sur la capacité de répondre aux exigences spécifiques de chaque secteur. Des solutions capables de garantir haute productivité, stabilité dimensionnelle et conformité normative naissent d’une approche d’ingénierie, calibrée sur l’application finale spécifique – de la gestion de la viscosité du fondu à la précision géométrique, de la résistance aux agents externes à la compatibilité avec les normes sectorielles. Notre expertise et nos produits spécialisés sont au service de vos exigences les plus critiques dans une vaste gamme de secteurs industriels à haute intensité technologique et réglementée.

Rifra - Mercati - Agricoltura

Agriculture

Rifra - Mercati - Automotive

Automobile

Rifra - Mercati - Edilizia

Bâtiment

Rifra - Mercati - Elettrico elettronico

Électrique/Électronique

Rifra - Mercati - Elementi di arredo

Éléments d’ameublement

Rifra - Mercati - Medicale

Médical

Rifra - Mercati - Arredi outdoor

Mobilier d’extérieur

Produits

Gamme de produits pour l’extrusion de profilés et tubes

Rifra opère aux côtés des transformateurs qui produisent des profilés et tubes destinés à des applications techniques, industrielles et réglementées, où continuité de processus, précision géométrique et stabilité des performances sont des conditions impératives. La connaissance approfondie des criticités typiques de cette technologie permet de développer des masterbatches couleur et additifs qui ne se limitent pas à satisfaire des exigences esthétiques ou fonctionnelles, mais contribuent de manière directe à la régularité du processus et à la qualité finale du produit. Chaque solution est conçue pour optimiser productivité, fiabilité dimensionnelle et performances dans le temps, avec une attention constante à la durabilité et à l’économie circulaire.

Masterbatches couleur

Nos règles de conception des formulations de couleurs

Rifra a toujours choisi de ne pas se concentrer sur la production de formules standard, mais sur des développements sur mesure qui maximisent les performances de la couleur et valorisent le produit dans sa destination d’usage spécifique. Dans l’extrusion de profilés et tubes, la formulation du masterbatch couleur n’est pas un simple choix chromatique, mais une intervention technique qui doit s’intégrer à l’ensemble de l’équilibre rhéologique et thermique du processus. La dispersion des pigments, la compatibilité avec la matrice polymère, la stabilité thermique pendant le temps de séjour et l’absence d’interférences avec le calibrage, le flux et la finition de surface sont des facteurs déterminants pour garantir une qualité constante et la répétabilité du résultat.

Secteurs réglementés et à hautes performances Valeurs pour les produits manufacturés Comment obtenir de la valeur avec les formules Rifra
Automobile Profilés pour joints, gaines de câbles, tubes techniques pour véhicules. Résistance aux huiles, fluides de bord, chocs thermiques et vibrations. Pigments conformes REACH et RoHS. Stabilité thermique élevée. Formulations validées pour ne pas altérer les propriétés mécaniques du polymère et garantir les performances même à températures élevées.
Électrique / Électronique Conduits, gaines pour câbles, tubes annelés pour protection de câbles électriques et en fibre optique. Codes couleur IEC obligatoires, résistance FR. Correspondance codes couleur IEC 60446. Formulations FR compatibles avec le processus. Stabilité aux UV pour installations extérieures.
Médical Tubes médicaux, gaines pour dispositifs, profilés pour environnements hygiéniques. Pureté chimique, absence de migration, conformité normative. Sélection rigoureuse des matières premières avec traçabilité garantie pour chaque formulation.
Secteurs à fort impact esthétique et durabilité Valeur pour les produits finis Comment obtenir de la valeur avec les formules Rifra
Ameublement intérieur Profilés décoratifs pour meubles, bords, poignées, baguettes. Haute qualité esthétique requise avec cohérence chromatique de série en série. Contrôle du métamérisme. Haute dispersibilité pigmentaire pour surfaces d’extrusion brillantes et sans stries.
Ameublement extérieur Profilés de menuiseries. Haute qualité esthétique et résistance à la lumière et aux intempéries. Sélection soignée de pigmentations outdoor, avec possibilité de formulations complexes avec agents anti-UV et antioxydants spécifiques.
Secteurs spécialisés à fortes sollicitations Valeur pour les produits finis Comment obtenir de la valeur avec les formules Rifra
Agriculture Tubes pour irrigation goutte à goutte et aspersion, tubes pour fertigation. Profilés pour serres et tunnels. Produits en plein champ pour saisons multiples. Solidité élevée de la couleur outdoor. UV/HALS équilibrés en fonction du polymère de base (PE, PP). Formulations avec noir de carbone pour tubes noirs.
Construction Tubes pour eau potable, gaz, évacuations et eaux pluviales. Profilés pour menuiseries, seuils, appuis de fenêtre, profilés techniques pour isolation et couvertures. Formulations qui n’altèrent pas la viscosité du fondu garantissant la stabilité dimensionnelle du profilé. Pigments thermostables pour températures de processus.

Masterbatches additifs

Nos solutions historiques pour les additifs

Lorsqu’il est nécessaire de conférer à la pièce des caractéristiques spécifiques, Rifra étudie des solutions dédiées en collaborant avec les fournisseurs de principes actifs et en vérifiant avec les clients le meilleur équilibre entre la quantité de principe actif sur le produit fini et la performance souhaitée.

Valeur pour les produits manufacturés Bénéfices pour le procédé Propriétés
Profilé avec section constante et épaisseur uniforme sans ondulations. Le modificateur rhéologique stabilise la viscosité du fondu dans la filière plane en réduisant les variations de débit et le phénomène de surging qui cause des oscillations dimensionnelles. RHEOLOGY MODIFIER PROCESS AID (PPA)
Profilé avec surface lisse, brillante et sans défauts de melt fracture. Le PPA forme un film lubrifiant sur les surfaces métalliques de la filière en réduisant la pression et la température de fonctionnement, allongeant drastiquement les temps de nettoyage. PROCESS AID ADDITIVE (PPA)
Tube ou profilé avec résistance mécanique préservée après extrusion. La protection antioxydante prévient la dégradation thermique du polymère pendant le séjour dans le fourreau et dans la tête, maintenant le poids moléculaire et les propriétés à long terme. ANTIOXIDANT
Profilé outdoor avec couleur stable et propriétés mécaniques préservées dans le temps. La sélection appropriée d’absorbeurs UV et HALS minimise le die build-up par condensation des stabilisants sur les lèvres de la filière et garantit une protection solaire à long terme. UV STABILIZER HALS
Tube avec propriétés de glissement interne optimales (faible rugosité interne). L’ajout d’agents de glissement internes réduit le coefficient de friction de la paroi interne du tube en améliorant le débit hydraulique à pression égale. INTERNAL SLIP AGENT
Profilé ignifuge avec classification de réaction au feu. La compatibilité du système FR avec les lubrifiants et les stabilisants évite la compromission de la fenêtre de processus et de la qualité de surface. FLAME RETARDANT SYSTEM
Tube ou profilé avec caractéristiques antistatiques. Le système antistatique dissipatif élimine les charges électrostatiques pendant l’avancement du profilé dans le calibreur en réduisant l’attraction de poussières et les risques électriques. ANTISTATIC

Masterbatches complex

Nos meilleures formulations : les COMPLEX

Comme pour toutes les choses bien faites, le meilleur résultat s’obtient en travaillant en équipe. Rifra traduit cette devise par une préférence pour des solutions combinant la formulation de la couleur à celle des chimies les plus performantes, en fournissant des structures additivées « tout-en-un » directement dans l’installation.

Solutions Rifra Avantage synergique Efficacité garantie
RIFRACHEM CX PPA + ANTIOX Profilé coloré avec surface parfaitement lisse et polymère non dégradé. Le PPA réduit la pression dans la filière et le die build-up ; l’antioxydant protège le polymère de la dégradation thermique dans le fourreau. Réduction des arrêts pour nettoyage de filière, maintien du MFI lot à lot, surface sans défauts de melt fracture.
RIFRACHEM CX PPA + UV Profilé coloré pour outdoor avec surface lisse et protection solaire intégrée. La synergie PPA/UV garantit à la fois la qualité d’extrusion et la durabilité des propriétés mécaniques en environnement extérieur. Surfaces de qualité esthétique élevée sans interventions supplémentaires. Stabilité chromatique outdoor pour menuiseries, profilés de façade et profilés agricoles.
RIFRACHEM CX ANTIOX + UV Tube ou profilé coloré avec double protection : thermique en processus et solaire en service. Formulation étudiée pour chaque combinaison polymère sur des produits avec exigences de vieillissement à long terme. Maintien des propriétés mécaniques après vieillissement accéléré. Solution validée pour usage outdoor.
RIFRACHEM CX FR + PPA Profilé additivé avec agents ignifuges avec surface d’extrusion optimale. La compatibilité FR/PPA évite que la charge de retardateur de flamme augmente la pression dans la filière et génère des défauts de surface. Classification de réaction au feu maintenue sans sacrifier la qualité esthétique. Réduction des arrêts machine pour nettoyage même avec formulations FR à charge élevée.
RIFRACHEM CX ANTISTATIC + PPA Profilé ou gaine avec surface lisse et résistivité de surface contrôlée. La combinaison élimine les charges en calibrage et assure la continuité de la fonction antistatique sur toute la surface extrudée. Résistivité de surface stable. Aucun défaut de surface dû à l’interaction antistatique/filière. Idéal pour conduits et gaines de câbles.