Simulation des écoulements
La matière pseudo-fondue rentre dans la filière sous la forme d’un boudin, pour en sortir sous une forme proche du profilé à obtenir.
Mais comment les flux se sont répartis ?
La simulation des écoulements dans la filière permet de mieux comprendre ce qui se passe dans l’outillage.
Nous utilisons un logiciel dédié à l’extrusion qui travaille exclusivement en 3D, REM3D.
Les objectifs recherchés diffèrent en fonction des cas étudiés :
Vitesse d’écoulement
- Comprendre la répartition des flux dans l’outillage pour mieux identifier les modifications du design,
- Equilibrer les vitesses en sortie filière pour obtenir la bonne répartition des épaisseurs,
- Identifier les zones de stagnation…
Répartition des flux pour les filières de co-extrusion
- Equilibrer les flux en cas de co-extrusion,
- Assurer l’enrobage dans le cas de filière de recouvrement…
Pression
- Connaitre les champs de pression pour vérifier la solidité d’un outillage,
- Connaitre le Pressure Drop Ratio pour améliorer l’expansion des matériaux cellulaires,
- Vérifier la susceptibilité au blocage des peaux…
Température :
- Identifier les auto-échauffements,
- Vérifier l’impact des T° sur l’équilibrage des flux…
Importance du glissement à la paroi
Lors de l’écoulement de la matière dans la filière d’extrusion, il y a un phénomène de glissement à la paroi.
Ne pas le prendre en compte serait une grave erreur et donnerait des résultats folkloriques et incohérents, principalement sur la pression et la répartition des flux :
Nos simulations intègrent systématiquement ce glissement à la paroi.
Il n’y a que maille 3D qui m’aille !
Nos simulations sont effectuées à partir d’un modèle 3D qui sera maillé avec des mailles tétraédriques.
Le maillage 3D, bien que plus lourd, donnera des résultats bien plus pertinent que les logiciels travaillant en 2D.
Caractérisation de la matière
Notre logiciel de simulation dispose d’une base de données matière. Si la matière utilisée ne s’y trouve pas, nos réseaux de laboratoires ou centres de recherche nous permettent d’effectuer les caractérisations utiles pour constituer le fichier :
- Rhéologie
Caractérisation par rhéomètre capillaire permettant de déterminer les paramètres de la loi de comportement : Le fittage des courbes est réalisé en interne.
- Masse Volumique à la T° de transformation (g/cm3)
Les données fournisseur peuvent suffire et évitent un coût supplémentaire !
- Chaleur spécifique (J/kg/K)
Idéalement, il faudrait la chaleur spécifique tabulée en fonction de la T°. Les données fournisseur peuvent suffire dans une 1ère approche.
- Conductibilité thermique (W/m/K)
Idéalement, il faudrait la conductibilité tabulée en fonction de la T°. Les données fournisseur peuvent suffire dans une 1ère approche.