Ligne de compoundage de plastiques techniques renforcés en Allemagne

Conçue sur mesure pour un client allemand, cette ligne de compoundage bivis USEON U6 traite des plastiques techniques (PBT/PA/PP) à fort taux de fibres de verre et de charges minérales en poudre ; lors de la mise en service sur site, elle a atteint un débit de granulation stable d’environ 800 kg/h.

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Contexte et défis

Le client est un compoundeur allemand spécialisé. Le traitement de systèmes polymères à forte teneur en fibres de verre et en poudres minérales a fait apparaître, dès la phase d’évaluation, les principaux défis techniques suivants :

Usure des équipements liée aux forts taux de charge

Les formulations contiennent des proportions élevées (jusqu’à 50 %) de fibres de verre et de poudres minérales. En extrusion continue, ces matières provoquent une usure abrasive marquée du fourreau et des éléments de vis, ce qui influe directement sur la périodicité de maintenance et la stabilité du procédé.
Alimentation multicomposant continue et stable

La formulation complexe – résines, poudres, additifs et fibres de verre – exige un système d’alimentation capable de maintenir des proportions précises tout au long de la production continue.
Intégration de la ligne et connectivité des données

Installée en Europe, la ligne doit respecter les normes de sécurité CE locales. Le système de commande automatisé de l’extrudeuse doit pouvoir échanger des données avec le système de gestion SAP déjà en place chez le client.

Pourquoi cette configuration

Adaptés aux caractéristiques de la matière et aux exigences de production du client, l’extrudeuse bivis U6-48 et ses équipements périphériques ont été configurés selon les impératifs techniques suivants :

Abrasion et choix de matériaux résistants à l’usure
L’usure abrasive sévère due à des teneurs en fibres de verre et en poudres allant jusqu’à 50 % est une préoccupation majeure. La section de travail est équipée de chemises de fourreau et d’éléments de vis en alliage anti-usure de qualité industrielle, afin de limiter la dégradation des pièces et de permettre un fonctionnement continu prolongé.
Précision multicomposant et dosage pondéral
Le dosage continu des résines, poudres et additifs exige une maîtrise rigoureuse des proportions. Le système intégré de doseurs pondéraux (à perte de poids) multicomposants est un élément central pour ce type de formulation complexe : il assure la coordination et la stabilité de l’alimentation en fonctionnement continu.
Préservation des fibres et alimentation latérale
Pour éviter que les fibres de verre ne subissent un cisaillement excessif pendant la plastification, une gaveuse latérale à un étage est placée dans la partie aval. Les fibres rejoignent ainsi la matrice de résine une fois celle-ci entièrement fondue : c’est la base technique de l’équilibre entre dispersion homogène et préservation de la longueur des fibres.
Joncs très durs et granulation de joncs sous eau
Les plastiques renforcés de fibres de verre sont très durs en sortie d’extrusion, et un refroidissement classique entraîne souvent des problèmes de coupe ou des débris. Le système de granulation de joncs sous eau s’impose grâce à son long parcours de refroidissement dans l’eau, qui conditionne progressivement les joncs avant le rotor de coupe : la coupe est plus nette et la formation de poussières limitée.

Solution

USEON a configuré un système de granulation complet, de la manutention des matières premières jusqu’à l’ensachage du produit fini. Les principaux modules sont les suivants :

Plateforme d’extrusion résistante à l’usure
L’unité centrale est l’extrudeuse bivis U6-48. Pour ces conditions de forte usure, la section de travail utilise des chemises de fourreau et des éléments de vis en alliage anti-usure adaptés au comportement abrasif des fibres de verre et des poudres.
Manutention des matières en amont
Chargeurs sous vide, sécheurs à dessiccant et système multicomposant de doseurs pondéraux en continu. Associé à la gaveuse latérale à un étage, cet ensemble permet un dosage continu et étagé des résines de base, des poudres et des fibres.
Granulation et homogénéisation en aval
La partie aval comprend une ligne complète de granulation de joncs sous eau (filière à joncs pour coupe à froid, bac à eau allongé, granulateur et sécheur centrifuge), reliée à un silo d’homogénéisation du produit fini et à une bascule d’ensachage.
Centre de commande automatisé
La commande électrique repose sur un automate et une IHM Siemens. Les armoires et composants électriques sont conformes aux exigences de certification CE, et des interfaces de communication industrielles standard sont prévues pour mettre en place la liaison avec le système SAP du client.

Vidéo du projet

Applications adaptées

Cette configuration de compoundage bivis de la série U6 convient particulièrement aux projets de renforcement à fort taux de fibres de verre et de compoundage à forte charge minérale en poudre pour des plastiques techniques comme le PA, le PBT et le PP.

Pour l’évaluation technique et la configuration d’un projet de compoundage de plastiques techniques, n’hésitez pas à contacter l’équipe d’ingénieurs USEON.

FAQ

Q1 : comment réduire l’usure du fourreau et des vis avec jusqu’à 50 % de fibres de verre ou un fort taux de poudre ?

R : Pour les matières très abrasives, nous montons des chemises de fourreau et des éléments de vis en alliages anti-usure spéciaux. Plus durs et plus résistants à l’usure que l’acier standard, ils contribuent à allonger les intervalles de maintenance dans des conditions d’exploitation sévères.

Q2 : comment la ligne concilie-t-elle la dispersion des fibres de verre dans le polymère et la préservation de leur longueur ?

R : Les fibres de verre sont introduites par une gaveuse latérale à un étage dans la partie aval, une fois la matrice de résine entièrement fondue : elles échappent ainsi au cisaillement de plastification en amont. C’est ce qui permet à la ligne d’équilibrer dispersion homogène et préservation de la longueur des fibres.

Q3 : pourquoi un système de granulation de joncs sous eau est-il souvent retenu pour ce type de projet de plastiques techniques ?

R : Les plastiques techniques renforcés de fibres de verre présentent généralement une dureté et une capacité thermique élevées. Avec son long bac à eau et son refroidissement par immersion, le système de granulation de joncs sous eau refroidit les joncs de façon suffisante et homogène avant leur entrée dans le granulateur. La coupe est plus nette et les poussières mieux maîtrisées.

Q4 : quel niveau d’intégration aux systèmes d’automatisation de l’usine le système de commande de cette ligne permet-il ?

R : Basée sur une architecture d’automate Siemens, la ligne assure la logique de commande interne et peut aussi s’intégrer aux systèmes MES ou SAP de l’usine via des protocoles industriels standard, pour transmettre en temps réel les paramètres de production.