Réduire les coûts énergétiques : Gros plan sur une extrusion efficace  

L'extrusion n'est pas uniquement un processus de formage final, c'est également l'étape intermédiaire de nombreux autres processus tels que moulage par injection, extrusion gonflage et extrusion soufflage. Le fonctionnement rentable des vis d'extrusion est donc essentiel à une grande partie du secteur de traitement des plastiques.

Efficacité d'extrusion

Le coût initial des extrudeuses efficaces du point de vue énergétique peut être légèrement supérieur mais offre des retours rapides. Les options telles que moteurs haute efficacité et actionnements à vitesse variable offrent d'excellents résultats, en premier équipement comme en renouvellement.
Quel que soit l'âge de la machine, disposer d'une extrudeuse adaptée est indispensable, et il est nécessaire de s'assurer que le diamètre et la forme de la vis sont adaptés au polymère et au produit. Les extrudeuses fonctionnent avec plus d'efficacité (non seulement en termes énergétiques) si elles le font conformément aux conditions nominales du moteur et de la vis. L'extrudeuse doit être configurée pour fonctionner à la vitesse max. nominale, souvent la configuration la plus efficace. La vitesse de la vis doit uniquement être réduite en cas de résultats insatisfaisants.

• Utiliser de grandes extrudeuses pour de petits profilés entraîne des gaspillages d'énergie et d'argent.
• L'efficacité globale (également énergétique) est supérieure avec un fonctionnement aux conditions nominales.
• Configurer l'extrudeuse à la vitesse la plus efficace (généralement la vitesse nominale max.) et vérifier la vitesse de la vis en vue d'un taux d'extrusion aussi proche que possible du maximum et permettant d'aboutir à un produit de qualité.
• Dimensionner et contrôler le moteur électrique en vue de respecter le couple requis par la vis.

Optimiser la vitesse d'extrusion de cette manière optimise également la chaleur dégagée par les mouvements mécaniques et réduit le volume d'énergie électrique additionnelle nécessaire au chauffage du plastique. Étant donné que l'équipement en aval ne limite pas la production, la consommation d'énergie d'une extrudeuse par kilo de polymère traité peut être réduite d'environ 50 % en doublant la vitesse de rotation de l'extrudeuse.
 
Une extrusion efficace exige de maintenir le polymère à la température de traitement optimale et d'éviter simultanément toute surchauffe. La fenêtre critique est parfois très réduite, et une surchauffe entraînée par le cisaillement peut se produire si la température n'est pas attentivement contrôlée. Un contrôle attentif de la température permet donc d'offrir un produit de qualité tout en réduisant les coûts énergétiques.

• Vérifier les commandes de l'extrudeuse et l'efficacité conjointe du chauffage et du refroidissement.
• L'isolation du tube réduit les coûts d'énergie et les fluctuations de température. Sa période d'amortissement est d'environ 12 mois, et elle permet également de réduire les risques pour la santé et la sécurité.
• Tout comme avec les machines de moulage par injection, le fonctionnement en standby des extrudeuses permet d'économiser une quantité considérable d'énergie nécessaires aux résistances, à l'eau de refroidissement et aux calibreurs de vide (si prévus).
• Déterminer les configurations de standby minimum et préparer des fiches permettant aux opérateurs de toujours laisser la machine dans ces conditions en cas de non-production.
• Éteindre les tubes de chauffage et les ventilateurs de refroidissement entre les passages si l'on dispose d'un temps suffisant et après purge des tubes.

L'énergie utilisée dans une extrudeuse indique la condition de la machine et peut être utilisée comme outil de diagnostic. Augmenter la consommation d'énergie par rapport à un repère établi est un indicateur précoce de la détérioration des conditions de la machine et de la nécessité de procéder à l'entretien. Établir un programme de maintenance productive totale (TPM) comporte quelques efforts et coûts supplémentaires, mais se traduira par des économies d'énergie considérables tout en garantissant des machines et systèmes en conditions optimales.

Établir un programme de maintenance productive totale (TPM) comporte quelques efforts et coûts supplémentaires mais se traduira par des économies d'énergie considérables.

L'extrusion efficace est aisée et améliorera revenus et économies, mais uniquement si vous adoptez des mesures permettant de réduire les coûts.
 
C'était la 4e partie de notre série en 6 parties de conseils pratiques permettant de réduire radicalement ses factures d'énergie. L'auteur, Robin Kent, est directeur général de Tangram Technology – ingénieurs conseils spécialisés dans la gestion énergétique du traitement des plastiques.