L'extrusion est un processus de production qui utilise une vis pour forcer le matériau à travers un système sous pression. Pour calculer le débit d'un système d'extrusion, vous devez connaître un certain nombre de valeurs liées à la pression du système, aux dimensions de l'extrudeuse et aux propriétés du matériau que vous extrudez. Le débit d'extrusion est calculé en soustrayant le débit de pression volumétrique du système du débit de traînée volumétrique du système.
Déterminez les valeurs des variables requises pour calculer le débit d'extrusion. Vous aurez besoin de connaître le diamètre de la vis d'extrusion, la vitesse de la vis mesurée en tours par minute, l'angle de l'hélice des vis et la hauteur et la largeur du canal de la vis.Vous devez également connaître le changement de pression du système en livres par pouce carré, la viscosité de votre matériau et la longueur du canal d'extrusion complet. Voir le lien ci-dessous pour une représentation visuelle de chacune de ces mesures.
Déterminez l'indice de loi de puissance pour la substance que vous utilisez. Si vous ne connaissez pas l'indice de loi de puissance pour un polymère plastique, vous pouvez vous reporter au tableau 4.2 de la page 46 du livre de Giles, Wagner et Mounts, "Extrusion, Guide de traitement définitif et manuel".
Calculer le flux de traînée volumétrique newtonien des systèmes. Multipliez ensemble les variables suivantes: largeur du canal, profondeur du canal, vitesse de la vis, diamètre de la vis et cosinus de l'angle d'hélice. Multipliez ce résultat par la constante mathématique pi (environ 3,14) et divisez ce résultat par deux. Cette équation fournit une estimation du flux de traînée volumétrique d'un fluide newtonien dans votre système d'extrusion.
Corrigez le flux de traînée volumétrique newtonien en fonction de la nature newtonienne de votre substance. Ajoutez quatre à votre indice de loi de puissance des polymères et divisez par cinq la valeur obtenue. Multipliez ce résultat par le flux de traînée volumétrique estimé que vous avez déjà calculé. Le résultat est le véritable flux de traînée volumétrique pour votre système d'extrusion.
Calculez le débit de pression newtonien pour votre système. Cube la hauteur de votre canal d’extrusion et multipliez-le par le sinus de l’angle d’hélice, la largeur du canal et le changement de pression du système lors de l’extrusion. Divisez la valeur résultante par la viscosité du plastique, la longueur de tout le système d'extrusion et la constante 12. La valeur résultante est l'estimation newtonienne du débit de pression du système.
Corrigez le flux de pression newtonien pour tenir compte de la nature non newtonienne de votre polymère. Multipliez votre indice de loi de puissance des polymères par deux, puis ajoutez-en un pour obtenir le dénominateur de l'équation. Multipliez ensuite l'estimation du flux de pression newtonien par trois, puis divisez ce résultat par le dénominateur que vous venez de calculer. Vous obtiendrez ainsi le véritable débit de pression volumétrique de votre système.
Soustrayez le débit de pression volumétrique de votre système de son débit de traînée volumétrique. Le résultat est le débit d'extrusion de votre système, mesuré en pouces cubes par seconde.