Industries | Surveillance de la température dans la transformation des matières plastiques
Des outils haut de gamme pour des résultats optimaux
L’industrie du plastique constitue un défi pour la mesure de la température sans contact. Tout au long des différentes étapes du processus de fabrication, par exemple dans les processus de moulage par injection ou de thermoformage, plusieurs plages de température différentes doivent être contrôlées et analysées afin de garantir un niveau de qualité élevé du produit plastique. Pour répondre à ces attentes, Optris a développé des appareils de mesure infrarouge spécifiques pour la surveillance de la température dans la transformation des matières plastiques.
Les articles suivants et notre brochure Mesure de la température sans contact dans l’industrie des matières plastiques vous présenteront plusieurs exemples d’applications dans lesquelles les thermomètres et les caméras infrarouges optris sont utilisés avec succès. Si votre application est manquante, veuillez utiliser notre sélecteur de pyromètre pour trouver l’appareil approprié à vos besoins ou contactez nos ingénieurs d’application.
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Plus d'informationsMesure de l'émissivité et de la température des plastiques
L’émissivité est un facteur clé dans la mesure précise des températures. Elle dépend de diverses influences et doit être ajustée en fonction de l’application.
L’émissivité dépend théoriquement du matériau, de la qualité de sa surface, de la longueur d’onde, de l’angle de mesure et, dans certains cas, de la configuration de mesure appliquée. Les plastiques d’une épaisseur de > 0,4 mm et les films pigmentés peuvent être mesurés très facilement dans la gamme spectrale IR à ondes longues (8-14 μm) avec des émissivités de ≥ 0,9.
Les films plastiques très fins sont toutefois transparents dans cette gamme spectrale, ce qui signifie qu’une mesure de la température n’est possible qu’à l’aide de bandes d’absorption spécifiques au matériau dans le spectre infrarouge, par le biais de capteurs infrarouges sensibles à bande étroite correspondants. Le polyéthylène, le polypropylène, le nylon et le polystyrène, par exemple, sont opaques aux IR à 3,43 μm ; pour le polyester, le polyuréthane, le téflon, le FEP et le polyamide, en revanche, cette opacité est de 7,9 μm.
Balayage linéaire avec une caméra infrarouge compacte pour les films plastiques épais
Les transformateurs de matières plastiques produisent une large gamme de produits de dimensions, d’épaisseurs, de textures, de couleurs et de motifs gaufrés variés. Dans ce cas, la fabrication est soumise à de nombreux processus thermiques qui doivent être contrôlés en permanence et de manière rigoureuse à différents points critiques.
Pour garantir la qualité, une grande homogénéité de la température est nécessaire et elle est vérifiée à différents stades, notamment pendant le thermoformage et dans la zone de calandrage, au moyen d’un balayage linéaire.
Lorsqu’une caméra infrarouge est utilisée comme scanner de ligne, une ligne arbitraire est sélectionnée dans le réseau de détecteurs. Outre la construction compacte et le prix réduit, il y a deux avantages significatifs : la ligne à scanner peut être positionnée n’importe où à l’aide du logiciel et l’utilisateur reçoit une image IR complète presque comme information supplémentaire – ce sont des avantages importants, en particulier lors de l’installation du système.
Mesure précise de plusieurs points
Les caméras peuvent mesurer avec précision les températures de surface d’objets de mesure en mouvement en utilisant des ouvertures minimales. Cette fonction est particulièrement importante dans l’industrie plastique, car l’homogénéité de la température du film a un impact direct sur la qualité du produit final. Au cours du processus de production, les températures sont mesurées en conséquence en de nombreux points et il est possible d’intervenir dans le processus, si nécessaire, en cas d’écarts par rapport aux températures de consigne.
L’optris PI 640, en combinaison avec l’objectif de 90°, permet un balayage linéaire à haute résolution avec jusqu’à 800 pixels et un angle de balayage maximal de 111° grâce à l’utilisation de la dimension diagonale.
Applications plastiques
Extrusion de films plats et de feuilles
Dans le cas de l’extrusion de films plats et de feuilles, la masse fondue est pressée à travers une filière à large fente, puis transformée à l’aide d’une calandre. Au cours de ce processus, le film est progressivement refroidi. Les capteurs infrarouges mesurent la température du film en différents points, ce qui permet de contrôler le processus. Les caméras infrarouges permettent également de détecter les fissures et les défauts de surface.
Moulage par rotation
Lors de la trempe par induction (partielle), une zone est amenée à une température de dureté requise, puis trempée. Pour ce processus, il est extrêmement important de respecter un profil temps/température optimal afin d’obtenir la composition structurelle souhaitée du métal.
Moulage par injection
Le moulage par injection est le processus de production le plus courant pour la fabrication de pièces moulées à partir de polymères thermoplastiques. Il est utilisé en particulier dans la production de masse intermittente de moulages complexes où la taille des pièces va du plus petit des rouages jusqu’aux grands conteneurs.
Extrusion de film soufflé
Comme pour le moulage par injection, la masse fondue est poussée hors de l’extrudeuse mais, dans ce cas, non pas dans une filière, mais à travers une filière munie d’une buse annulaire. Le tube de film ainsi obtenu est ensuite tiré verticalement et gonflé au cours du processus. Au cours de ce processus, l’air est utilisé pour refroidir le tube à l’intérieur et à l’extérieur.
Thermoformage de feuilles minces
Pour éviter les brûlures locales et la formation de fissures, il est important que la température du matériau soit homogène pendant les processus de thermoformage. Les caméras thermiques sont utilisées pour retracer le régime de température des équipements. Les pyromètres à mesure ponctuelle assurent le contrôle de la température pendant la production en surveillant des points de mesure définis.
Injection, étirage et soufflage
La technique d’injection-soufflage s’est imposée dans la production des bouteilles en PET. Dans ce procédé, la préforme (produite par injection) est chauffée et ensuite soufflée à l’air comprimé pour se transformer en bouteille. Les pyromètres rapides à mesure ponctuelle (temps de réponse 6 ms) ou les caméras thermographiques rapides (fréquence de balayage de 100 Hz) sont des outils excellents pour contrôler la température de la préforme sur plusieurs points.
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