انواع تجهیزات اکستروژن و اکستروژن

اکستروژن یک فرآیند تغییر شکل فشاری است که در آن یک بلوک فلزی از طریق دهانه یا دهانه قالب فشرده می شود تا قطر بلوک کاهش یابد و طول بلوک فلزی افزایش یابد.محصول به دست آمده دارای سطح مقطع مورد نظر خواهد بود.اکستروژن شامل تشکیل قطعات متقارن محوری است.قالب های دایره ای بر روی سطح مقطع غیر دایره ای برای اکستروژن استفاده می شود.به طور کلی، اکستروژن شامل نیروهای تشکیل دهنده بیشتری است.تنش هیدرواستاتیکی زیاد در اکستروژن با افزایش شکل پذیری مواد به فرآیند کمک می کند.فلزاتی مانند آلومینیوم که به راحتی قابل کار هستند را می توان در دمای اتاق اکسترود کرد.

انواع اکستروژن:

اکستروژن مستقیم:اکستروژن مستقیم که به آن اکستروژن رو به جلو نیز می گویند، فرآیندی است که در آن بیلت در همان جهتی حرکت می کند که رام و پانچ انجام می دهند.لغزش بیلت در برابر دیواره کانتینر ثابت است. اصطکاک بین ظرف و بیلت زیاد است.در نتیجه نیروهای بیشتری مورد نیاز است.یک بلوک ساختگی با قطر کمی کمتر از قطر بیلت به منظور جلوگیری از اکسید شدن بیلت در اکستروژن گرم استفاده می شود.بخش های توخالی مانند لوله ها را می توان با استفاده از بیلت توخالی و سنبه متصل به بلوک ساختگی به روش مستقیم اکسترود کرد.

اکستروژن غیر مستقیم:اکستروژن غیرمستقیم (اکستروژن به عقب) فرآیندی است که در آن پانچ برخلاف شمش حرکت می کند.در اینجا هیچ حرکت نسبی بین ظرف و بیلت وجود ندارد.از این رو، اصطکاک کمتری وجود دارد و از این رو برای اکستروژن غیرمستقیم به نیروهای کاهشی نیاز است.برای اکسترود کردن قطعات جامد، پانچ توخالی مورد نیاز است.در اکستروژن توخالی، مواد وارد فضای حلقوی بین پانچ جامد و ظرف می شوند.تغییر فشار اکستروژن در اکستروژن غیر مستقیم در بالا نشان داده شده است.همانطور که مشاهده شد، فشار اکستروژن برای اکستروژن غیر مستقیم کمتر از اکستروژن مستقیم است.بسیاری از قطعات با ترکیب اکستروژن مستقیم و غیر مستقیم ساخته می شوند.اکسترود غیر مستقیم را نمی توان برای اکسترود کردن اکسترودهای طولانی استفاده کرد.

اکستروژن هیدرواستاتیک:در اکستروژن هیدرواستاتیک ظرف با یک سیال پر می شود.فشار اکستروژن از طریق سیال به بیلت منتقل می شود.اصطکاک در این فرآیند به دلیل عدم تماس بین بیلت و دیواره ظرف حذف می شود.مواد شکننده را می توان با این فرآیند اکسترود کرد.مواد بسیار شکننده را می توان در یک محفظه فشار اکسترود کرد.کاهش بیشتر با این روش امکان پذیر است.فشار درگیر در فرآیند ممکن است تا 1700 مگاپاسکال باشد.فشار توسط استحکام ظرف، پانچ و مواد قالب محدود می شود.از روغن های گیاهی مانند روغن کرچک استفاده می شود.به طور معمول این فرآیند در دمای اتاق انجام می شود.چند مورد از معایب این فرآیند عبارتند از: نشت روغن تحت فشار و سرعت کنترل نشده اکستروژن در خروجی، به دلیل آزاد شدن انرژی ذخیره شده توسط روغن.این ممکن است منجر به شوک در ماشین آلات شود.این مشکل با تماس پانچ با بیلت و کاهش مقدار روغن از طریق فاصله کمتر بین بیلت و ظرف برطرف می شود.

اکستروژن ضربه ای:مقاطع توخالی مانند فنجان ها، ظروف خمیردندان با اکستروژن ضربه ای ساخته می شوند.این یک نوع اکستروژن غیر مستقیم است.پانچ برای ضربه زدن به راب با سرعت بالا توسط بار ضربه ای ساخته شده است.می توان لوله هایی با ضخامت دیواره کوچک تولید کرد.معمولاً فلزاتی مانند مس، آلومینیوم، سرب به صورت ضربه ای اکسترود می شوند.

اکستروژن لوله:با استفاده از شمش توخالی و سنبه در انتهای قوچ، بخش‌های توخالی مانند لوله‌ها را می‌توان تا تلورانس‌های نزدیک‌تر اکسترود کرد.سنبه تا ورودی قالب گسترش می یابد.فاصله بین سنبه و دیوار قالب تعیین کننده ضخامت دیواره لوله است.سنبه طوری ساخته شده است که در امتداد قوچ حرکت کند تا با اکستروژن لوله های متحدالمرکزی بسازد.

اکستروژن سرد و گرم:

اکستروژن سرد می تواند قطعاتی با سطح خوب، استحکام بالا به دلیل سخت شدن کرنش، دقت بهبود یافته، سرعت تولید بالا تولید کند.با این حال، فرآیند نیاز به فشار بالاتری دارد و ابزارها تحت فشارهای بالاتری قرار می گیرند.برای جلوگیری از گرفتگی ابزار و قطعه کار، روغن کاری مناسب ضروری است.بیلت های با روکش فسفات با صابون روغن کاری می شوند.

اکستروژن داغ می تواند برای نسبت های اکستروژن بالاتر استفاده شود.تغییر شکل ناهمگن می تواند به دلیل سرد شدن دیوار قالب بیلت رخ دهد.فلز ممکن است اکسید شود.لایه اکسید می تواند اصطکاک و همچنین جریان مواد را افزایش دهد.شیشه به عنوان روان کننده برای اکستروژن گرم استفاده می شود.دی سولفید مولیبدن یا گرافیت روان کننده های جامد مورد استفاده در اکستروژن گرم هستند.اکستروژن کنسرو شده با استفاده از قوطی های جدار نازک ساخته شده از مس یا قلع معمولاً برای اکسترود کردن فلزات بسیار واکنش پذیر و پودرهای فلزی استفاده می شود.

پرس های اکستروژن:

برای اکستروژن از پرس های هیدرولیک از نوع عمودی یا افقی استفاده می شود.پرس های عمودی ظرفیتی بین 3 تا 20 MN دارند.پرس های افقی فضای کمتری را اشغال می کنند، اما بیلت ها به طور غیریکنواخت خنک می شوند.پرس های افقی تا ظرفیت 50 MN استفاده می شود.اکستروژن لوله ای بیشتر در پرس های عمودی انجام می شود، در حالی که از پرس های افقی برای اکستروژن میله ای استفاده می شود.