Performances de compoundage améliorées par une technologie ... · refreshing extrusion technology Journée Technique du CRITT: Extrusion et Mélange de Polymères 30 septembre 2010

1 - © Leistritz Extrusionstechnik GmbH - 08.10.2010

refreshing extrusion technology

Journée Technique du CRITT: Extrusion et Mélange de Polymères

30 septembre 2010

Performances de compoundage améliorées

par une technologie d’extrusion

double-vis corotatives d’avant-garde !

Richard Kretz

Leistritz France Extrusion



Programme

• Leistritz

• L’Extrusion double-vis (= bi-vis) et ses applications

• La technologie d’avant-garde Leistritz



Leistritz A.G.:

• Localisé à Nürnberg

• Groupe Familial Allemand

• Fondé en 1905

• Env. 2000 personnes dans le monde

• 4 divisions industrielles

• C.A. de 300 Millions d’Euros



4 Divisions Industrielles

Aubes pour turbines Pompes à vis

Machines à outils CN

et

Fabrication à façon

Extrudeuse Bi-vis

depuis 1937



Qu‘est ce qu‘une extrudeuse ?

Principe d‘un Hachoire à Viande

Trémie

Eléments Chauffants

Vis

Moteur Electrique



� Monovis

� Bivis contra-rotatives

� Bivis co-rotatives

� Bivis côniques

� Planétaire

� Vis Malaxeuse

Différents Types d‘Extrudeuses :



Extrudeuses Bivis : > co-rotatives > contra-rotatives



L’ Extrudeuse Bivis …

Merci Monsieur ERDMENGER ! ?

• Objectif premier: trouver un moyen pour nettoyer plus facilement une vis d’extrusion



Principe Auto – nettoyant

Bivis diamètre 50 mm Monovis diamètre 80 mm



Profil de la pompe à vis: Système interpénétrant (= engrenant)

Extrudeuses Bivis Contra Rotatives



Profilé Erdmenger: Système Co-Rotation

Extrudeuses Bivis Co Rotatives



Cisaillement dans la zone Apex– Comparaison entre systèmes Contra-rotatif et Co-rotatif

GO ! GO !

Contra Rotatif Co Rotatif



A quoi sert une Extrudeuse bivis (double vis)

� Plastification, homogénéisation et granulation

� Incorporation de pigments et d‘additifs (Mélanges dispersifs ou distributifs)

� Homogénéisation de produits à viscosités différentes

� Alliage entre plastiques

� Incorporation de matières de renfort et charges telles que fibres de verre, talcs, craies etc.

� Incorporation de liquides

� Concentration de solutions de polymères (additifs)

� Dégazage de volatiles comme des solvants, des monomères ou de l‘humidité

� Réactions chimiques

Les extrudeuses double vis se divisent en deux groupes:

Co-rotative et Contra-rotative

C’est un mélangeur industriel continu et multifonctionnel !!

Egalement utilisé dans les industries agroalimentaires, pharmaceutiques, adhésifs, etc ...



mono viscontra-rotatif

non engrenant

contra-rotatif

engrenantco-rotatif

+ ++ +++ +++

+ ++ ++ +++

++ ++ + +++

++ + +++ +++

- - +++ +++

étendu étendu très faible étendu

++ ++ + ++

++ + +++ +

+++ ++ ++ +++

++ + ++ +++

++ + ++ +++

possible non oui possible

chauffe/refroid.

(vitesse)

vitesse

chauffe/refroid.

chauffe/refroid.

(vitesse)

(restriction débit)

vitesse

restriction débit

chauffe/refroid.

unité

production

vis

fourreau

monobloc

monobloc

modulaire

modulaire

mono./modulaire

mono./modulaire

modulaire

modulaire

20 à 800 50 à 460 25 à 160 16 à >400

20 à 250 100 à 500 5 à 80 100 à 1200

5 to 30000 100 à 15000 1 à 2000 1 à 45000

très varié dégazage

matériaux

sensible au

scisaillement

expl. PVC

compoundage

Alimentation de solides

fusion

mélange distributif

mélange dispersif

auto-nettoyage

temps de distribution

dégazage

monté en pression

Principales applications

opportunités d'adaptation sans

reconstruire l'unité de production

tailles extrudeuse [mm]

vitesse vis [min-1]

gamme de débit

incorporation d'énergie (moteur)

capacité chauffe fourreau

capacité refroidissement fourreau

régulation température vis



Composition d‘une extrudeuse Bivis

12

3

45

5

6

Un système d‘extrusion modulaire :

1. Moteur d‘entraînement2. Accouplement de sécurité3. Boîte de distribution et de réduction : „réducteur“4. Unité de production (fourreaux + vis) --> Chez Leistritz c‘est fait maison !5. Commande et puissance électriques6. Bâti machine



Eléments de Fourreaux Modulaires

Différents éléments de fourreaux

équipés de cartouches chauffantes

et de canaux de refroidissement

Différents inserts de fourreaux

Différents qualités et traitements d‘acier





Eléments de vis typiques

� élements de convoyage

� bloques de pétrissage

� éléments de mélange

� éléments de convoyage

inversés

direction d‘extrusion



2 Caractéristiques pour définir les Performances

Ratio of diameters determines the free volume

Specific torque: determines the capacityRapport des

diamètres:

Da/Di (D.ext/D.int)

Couple Spécifique:

Md/A3 (Nm/cm3)



Que peut-on faire d‘une Extrudeuse Bivis ?

matière première

Autres

transformationsproduit fini

granulés

profilés tubes

matière première

Autres transformationsproduit fini

granulés

injection profilés Tubes

produit semi ouvré



Que peut-on faire avec une extrudeuse Bivis ?

• Compounds Thermoplastiques

• Mélanges Maîtres (= Masterbatch)

• Concentrés d‘Additifs

• Colles Hotmelts

• Recyclage

• etc ...

Produits semi ouvrés sous forme granulés :



Que peut-on faire avec une extrudeuse Bivis ?

• Profilés extrudés

• Films par soufflage

• Films et plaques calandrés

• Fibre textile

• Tube et tuyau

• etc.

Produits finis :



Evolution des Extrudeuses Bivis durant ces 20 dernières années

Da/Di

Md/A3



4 perfectionnements technologiques Leistritz !

maXXshaft

maXXvolume

maXXtorque

maXXcooling



1. Profilé des Cannelures

force actuelle

Profile de cannelure d‘arbres (expl. ISO 5480)

Réduction de taille limitée par la

dispersion des forces

élément de vis

arbre de vis

composante de dispersion = 0

composante de dispersion

force actuelle

composante de rotation

= composante de rotation

force actuelle

Profile maXXshaft

Couple plus élevé et un diamètre d‘arbre plus petit

arbre de vis

élément de vis

maXXshaft



Récapitulatif des évolutions techniques Leistritz

maXXcooling maXXtorquemaXXvolumemaXXshaft

1. 2. 3. 4.



Nouvelles données basées sur la technologie ZSE MAXX

Toutes ces améliorations techniques permettent à la génération des extrudeuses Leistritz ZSE MAXX d‘atteindre :

� OD/ID = 1.66

� Md/a3 = 15.0 Nm/cm3

GO !

Voyons les avantages en production ...



Comparaison de Rapport de Volume

Fourreau

Zone MatièreZSE MAXX

Zone Matière

ZSE HP

Vis

ZSE 50 HP à 500 kg/h ZSE 50 MAXX à 700 kg/hZSE 50 HP à 500 kg/h ZSE 50 MAXX à 700 kg/h

OD/ID

=1.5

OD/ID

=1.66

direction of extrusion



Advantages dans différents types productions



Gamme des extrudeuses ZSE MAXX

ZSE MAXX 27 40 50 60 75 87 110 135 160 180

Diamètre Vis en mm

28.3 41.1 51.2 61.9 77.5 90.0 113.7 139.3 159.1 178.8

Da/Di 1.66 1.66 1.66 1.66 1.66 1.66 1.66 1.66 1.66 1.66

Couple Spec. en Nm/cm³

12.5 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0

maXXtorque-en Nm

304 1.128 2.144 3.750 7.324 11.432 22.982 38.214 64.400 91.460



NANO 16



ZSE 180 MAXX



Solution clef en main LeistritzPartenaires:

Automatik BrabenderColortronic

Gala K-Tron

KreyenborgKuhneMaagPeltecetc ...



Richard Kretz

Leistritz France Extrusion

GO [email protected]

04 74 25 08 93

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