Matrices d'extrusion de profilés en U-PVC

L'utilisation de l'U-PVC dans les applications techniques est bien établie.
Ses avantages en termes de remplacement du métal et du bois, de légèreté, de nature ininterrompue, de capacité de soudage, d'esthétique, d'économie d'énergie et de faible coût le rendent très populaire. Bien que les tuyaux en U-PVC soient considérés comme le plus simple des profilés ronds, les aspects de la conception des matrices sont assez complexes.

Aspects de la conception des matrices profilées :

Étant asymétriques, les filières doivent être équilibrées pour que le flux d'extrudat soit uniforme et perpendiculaire à la filière. Cela permettrait également d'éliminer les contraintes différentielles figées dans le profilé au moment du refroidissement.
La pression de la masse fondue dans la filière varie inversement avec le cube de l'ouverture de la filière. Pour faciliter l'équilibrage des matrices, celles-ci sont généralement constituées d'un certain nombre de plaques rectangulaires. Cela facilite également l'usinage, le chromage et la compression progressive pour un écoulement en douceur. 
L'alignement des plaques dans les sections creuses est très important. Cela permettrait d'éviter la stagnation des composés PVC dégradables et d'assurer un écoulement fluide. 
Cet équilibrage de la filière permet également de prendre en charge les différents gonflements de celle-ci à différentes épaisseurs de paroi des profils complexes. L'alignement des plaques à l'extérieur est également important pour un contact ferme des éléments chauffants de la matrice pour un réchauffage efficace et uniforme.
Pour un contrôle fin du débit dans les matrices complexes, on fournit souvent quatre thermocouples sur quatre côtés. Un système de réchauffage avec des thermocouples solidement fixés et capables de contrôler la température à +/- 1°C près est essentiel.

Dans le cas de matrices profilées, il est préférable de modifier la longueur de la lèvre de matrice pour équilibrer cette dernière, car l'effet est linéaire. La conception de filières de profil complexe n'est pas simple. Les exigences en matière d'épaisseur dans les différentes parties du produit peuvent être différentes. Cela complique la conception des matrices.
Pendant l'essai, si les dimensions du produit ne sont pas correctes, les plaques peuvent être successivement retirées et les extrudats peuvent être inspectés pour localiser les corrections nécessaires.

Considérations pratiques :

Dans un article intéressant sur ce sujet, Yashodhan Kanade, un ingénieur expérimenté, dit qu'avec des profilés d'une épaisseur de 1+ 0,1 mm par exemple, on observe qu'après le passage de la matrice pendant la production, l'épaisseur du profilé augmente progressivement en raison de l'usure.
Il en résulte deux effets :

• Le poids du produit par mètre augmente
• La vitesse de la ligne diminue.

Ces deux facteurs entraînent une augmentation du coût au mètre du profilé.
En outre, au fil du temps, en raison de l'usure de la vis/du fourreau, on observe également une baisse du rendement.
Il est donc conseillé de demander au fabricant de fournir une matrice permettant de produire une épaisseur de paroi minimale selon la tolérance requise. Si une épaisseur légèrement plus importante est nécessaire, elle peut être obtenue en utilisant des additifs, y compris un adjuvant de traitement approprié.
Il est également conseillé de demander des plaques frontales supplémentaires dans la matrice.