Machine à souffler les bouteilles : tout ce que vous devez savoir

Saviez-vous qu'une machine à souffler les bouteilles moderne peut produire jusqu'à10 100 bouteilles par minute ? Une machine de soufflage manuelle ne peut produire que 1 000 bouteilles par heure. La différence est considérable. Cela s'explique par la différence entre les machines de soufflage semi-automatiques, automatiques linéaires et rotatives . Que vous souhaitiez acheter une machine de soufflage pour la fabrication de bouteilles ou simplement en apprendre davantage sur cette technologie, cet article est le guide idéal.

Les machines de moulage par soufflage sont la norme pour la production de bouteilles dans le monde entier . En termes simples, elles insufflent de l'air dans une préforme en PET fondu .PET   Une préforme est placée dans un moule en forme de bouteille. Le moule est ensuite ouvert et une bouteille est extraite . Aussi simple que puisse paraître le procédé, la technologie a évolué, passant des techniques de soufflage de verre manuelles à la commande automatique par des systèmes d'asservissement avancés. Voyons comment une machine de soufflage de bouteilles à moule de plus de 32 cavités produit 70 400 bouteilles par heure.

L' évolution de la technologie du soufflage de bouteilles

Cette technologie trouve ses origines en Syrie au Ier siècle avant J.-C., où le soufflage du verre était déjà utilisé pour façonner des matériaux en fusion. Le passage au plastique est intervenu bien plus tard, en 1938, lorsque Enoch Ferngren et William Kopitke ont déposé le premier brevet commercial pour la machine de moulage par soufflage.

La production à grande échelle à l'aide de machines de soufflage de bouteilles a débuté dans les années 1950. La machine a connu une transformation radicale en 1975. La création d'un plastique résistant et extensible dans les deux sens, appelé PET biorienté, a révolutionné le moulage par soufflage. Ce matériau permettait à la machine d'injecter le plastique dans le moule, de l'étirer et de le souffler pour former une bouteille en une seule étape continue.

Comment fonctionnent les machines à souffler les bouteilles

▶ Les étapes clés du processus

Pour comprendre les étapes clés du fonctionnement d'une machine de soufflage de bouteilles automatique, on peut les diviser en trois phases. Chaque phase représente le mécanisme de travail principal de la machine.

• Phase 1 : Il s’agit de la première étape de la production de bouteilles, au cours de laquelle des préformes en plastique épais sont chauffées dans un four infrarouge. Ces plastiques atteignent un état souple, caoutchouteux et extensible appelé état thermoélastique. Le PET, matériau le plus couramment utilisé, atteint cet état à 100 °C.
• Phase 2 : Une fois le plastique chauffé à la température idéale, il est introduit dans le moule. Dans les systèmes d’étirage-soufflage, une tige mécanique étire le plastique axialement. Sous l’effet de l’étirage, il se transforme instantanément en gaz sous haute pression. De l’air aseptique est insufflé dans le plastique par une buse, ce qui provoque le gonflement de la préforme . Le plastique se dilate jusqu’à épouser parfaitement les parois internes du moule, ainsi que les courbes et les détails de la surface.
• Étape 3 : Au contact des parois froides du moule métallique, le plastique durcit et prend sa forme définitive. Le moule est maintenu à une température de 8 à 16 ° C grâce à de l’eau froide. Une fois la bouteille solidifiée, elle est démoulée et les bavures, c’est-à-dire les éventuels excédents de plastique autour des soudures, sont éliminés.

▶ Paramètres critiques du processus

Les opérateurs doivent surveiller de près certains paramètres et maîtriser parfaitement le processus afin de garantir la limpidité du produit en bouteille et ses propriétés physiques optimales.

• Délai de pré-soufflage : Avant l’insufflation d’air dans la préforme , un léger délai d’environ 0,18 à 0,2 seconde est observé. Ce délai permet à la préforme de s’étirer correctement, évitant ainsi les défauts de striction.
• Coefficient de frottement : Au fond de la bouteille, la préforme subit un étirement et une déformation physique importants. Sans surveillance, elle risque de se déchirer. Les ingénieurs règlent le glissement entre la tige d’étirage et le tube de plastique chauffé et non façonné, appelé préforme. Cela permet d’éviter les déchirures.
• Coefficient de transfert thermique : Le refroidissement du plastique est très rapide. Les ingénieurs calculent la vitesse à laquelle la chaleur est extraite du matériau de la bouteille dès son contact avec le moule. Une interaction comprise entre 100 et 260 W/m²K est considérée comme idéale.

Principaux types de machines de soufflage

◆ Moulage par injection-soufflage (ISBM) / Machine de moulage par étirage-soufflage (SBM)

La méthode la plus courante de fabrication de bouteilles en plastique est le moulage par injection d'une préforme. Ce procédé consiste à étirer et à souffler la préforme en une seule étape. Il peut parfois se dérouler en deux étapes : les préformes sont alors refroidies et conservées pour une utilisation ultérieure.

C'est le matériau de prédilection des usines de production de bouteilles pour boissons gazeuses , boissons, aliments et huiles alimentaires . Elles ont besoin de la résistance apportée par le procédé de reformage . L'étirage confère au matériau une densité spécifique grâce à la cristallisation induite par la contrainte, améliorant ainsi les propriétés physiques globales de la bouteille.

◆ Moulage par extrusion-soufflage (EBM)

Une autre méthode couramment utilisée consiste à pousser en continu un tube de plastique fondu et chaud. Ce procédé est appelé extrusion-soufflage. Un moule est fixé autour de la paraison, et la machine extrait la paraison du moule. Ensuite, une autre sonde insuffle de l'air à l'intérieur du tube, maintenu par le moule, pour former la bouteille. L'ensemble du procédé est appelé moulage par extrusion-soufflage.

Ce procédé est idéal pour la fabrication de grands réservoirs d'eau de 20 litres, semblables à des bouteilles, ou de fûts industriels. Il permet aux fabricants de contrôler précisément l'épaisseur des parois. Il convient également aux plastiques épais comme le PEHD, le PP et le PVC.

◆ Technologie de remplissage à chaud

Ce procédé est utilisé pour la fabrication de bouteilles PET de dernière génération capables de résister à des liquides très chauds, généralement autour de 95 °C, sans se déformer. Il sert également à la production de jus, de boissons énergisantes et de thés qui doivent être portés à haute température, permettant ainsi l'élimination des bactéries.

Le procédé de remplissage à chaud utilise des capteurs électroniques de température et un système de contrôle de pointe associé à des moules spécifiques. Afin de garantir la robustesse des bouteilles ainsi fabriquées, le goulot est maintenu froid tandis que le moule est chauffé. Ce procédé accroît la cristallinité des parois, les rendant résistantes à la chaleur. Il assure également une ouverture rigide permettant un capsulage aisé.

Sélection et propriétés des matériaux

✔ Thermoplastiques courants

• PET:Grâce à ses propriétés de barrière aux gaz, le PET est le matériau de choix pour les bouteilles de boissons gazeuses. Il retient le gaz et fait office de barrière.
• HDPE:En cas d'exposition à des produits chimiques, le PEHD est le matériau de prédilection. C'est un plastique extrêmement sûr, idéal pour les bidons et les produits d'entretien ménager.
• Polypropylène (PP) : Si le flacon doit résister à des températures extrêmes et être emballé de manière stérile à des fins médicales, le PP est le choix idéal. Ce plastique à faible densité est reconnu pour sa robustesse.
• Polycarbonate (PC) : Pour les bouteilles d’eau réutilisables et les seringues médicales, le polypropylène (PP) est le matériau de prédilection. Il est reconnu pour sa transparence comparable à celle du verre et sa grande résistance aux chocs.

✔ Optimisation de l'utilisation des matériaux et réduction des déchets

Comparativement aux méthodes traditionnelles, les machines modernes offrent une efficacité accrue en matière d'utilisation des matériaux. Le moulage par soufflage-étirage permet de réduire les déchets plastiques jusqu'à 20 %. Des outils intégrés, appelés dispositifs d'ébavurage automatique et systèmes de découpe, éliminent automatiquement les excédents de plastique. La machine broie et fond instantanément les chutes pour les réutiliser.

Conclusion

Choisir le bon fabricant de machines de soufflage de bouteilles est une décision stratégique majeure. Les capacités des machines déterminent la productivité de l'usine, son efficacité énergétique et la qualité des produits. Pour une usine qui a besoin de machines en ligne droite entraînées par des servomoteurs PER Linder et de systèmes robustes capables d'extruder des plastiques épais, l'expérience est primordiale. Il est recommandé de collaborer avec un fabricant comme Machine Vfine Forts de plus de 20 ans d'expérience, nous aidons les usines à mettre en place un système performant. Notre machine de soufflage de bouteilles peut traiter les matériaux PET, PP et PEHD pour la production de bouteilles.

FAQ

1. Quelle est la différence entre une machine de soufflage à un étage et une machine à deux étages ?

Dans une machine de soufflage de bouteilles monobloc, le moulage par injection et le soufflage s'effectuent en une seule étape continue. Elle est idéale pour les petites séries. Les machines de soufflage bibloc sont plus rapides. Elles utilisent des préformes préfabriquées, ce qui permet une vitesse de production et une flexibilité accrues.

2. Quelle quantité d'énergie peut-on économiser grâce aux systèmes de recyclage de l'air ?

L'utilisation d'un système de recyclage d'air sur une machine de moulage de bouteilles standard permet aux entreprises d'économiser jusqu'à 25 % d'air comprimé. Pour les machines de remplissage à chaud et les machines pour bouteilles épaisses, les économies peuvent atteindre 60 %.

3. Pourquoi la température de l'eau de refroidissement est-elle si importante pour les temps de cycle ?

La température du moule détermine la vitesse de solidification de la bouteille. La solidification commence lorsque le plastique chaud entre en contact avec le moule froid. Une température plus basse, autour de 10 °C, permet un refroidissement plus rapide et une cadence de production plus élevée.