۲۱ مرداد ۱۴۰۲
- تهران- نواب صفوی -برج گردون- واحد 404 شمالی
- 09121332130
- 02166383288
اکستروژن (Extrusion) یکی از روش های فرم دهی به مواد با استفاده از قالب های مختلف است. مهم ترین بخشی که در زمینه تولید پروفیل آلومینیوم با آن در ارتباط هستیم، استفاده از قالب اکستروژن و تولید پروفیل آلومینیوم به روش اکستروژن می باشد. در ادامه بیشتر با انواع، مزایا ، روش ها و سایر ویژگی های اکستروژن آشنا می شوید.
اکستروژن که در فارسی به آن روزن زنی نیز گفته می شود، روشی است که در آن مواد را با استفاده از قالب های اولیه، به سطح مقطع و فرم دلخواه می رسانند. در این فرایند ماده اولیه داخل قالب اکستروژن ریخته می شود و پس از فشرده شدن، ماده به سطح مقطع و فرم مورد نظر می رسد. در فرایند تولید پروفیل آلومینیوم این ماده اولیه فلز آلومینیوم با آلیاژ مورد نیاز است.
عملیات اکستروژن، با توجه به اهداف مختلف، به انواع مختلفی تقسیم می شود. هر یک از این انواع، منحصر به فرد بوده و در شرایط خاصی کاربرد دارند. این انواع به طور کلی به دو دسته گرم و سرد تقسیم می شوند و هر کدام ممکن است با استفاده از روش های مختلفی اجرا شوند. در ادامه، با انواع روش های اکستروژن و ابعاد مختلف هر یک آشنا می شویم.
در روش اکستروژن گرم، ابتدا بیلت یا شمش به دمای بالا گرم می شود تا قابلیت تغییر شکل بیشتری کسب کند. سپس با استفاده از پیستون، مواد گرم به فشار می افتند تا از قالب مخصوص عبور کنند و شکل لازمه را به خود بگیرند. این روش برای تولید محصولات فلزی با طول زیاد و مقطع ثابت، به ویژه برای ساخت پروفیل های توپر و توخالی مناسب است.
در این فرایند، دمای مواد مهم است و برای هر نوع مواد ممکن است نیاز به دمای خاصی باشد. برخی از دماهای مورد استفاده برای اکستروژن گرم به شکل زیر است:
این دماها به منظور دستیابی به خواص مطلوب در محصولات نهایی مختلف، با دقت تعیین می شوند.
اکستروژن سرد به عملیات اکستروژنی اطلاق می شود که در دمای اتاق و بدون ایجاد حرارت انجام می پذیرد. این فرایند به دلیل مزایایی از جمله کاهش اکسیداسیون، افزایش استحکام، بهبود پرداخت سطح و انجام سریع تر اکستروژن، جهت تولید محصولات مختلف از جمله قطعات کوچک مانند بدنه های شمع اتومبیل، محورها و قوطی کنسرو استفاده می شود. موادی نظیر مس، تیتانیوم، قلع، وانادیم، سرب، آلومینیوم، مولیبدن و … به طور معمول از این روش برای تولید این نوع قطعات استفاده می کنند.
اکستروژن مستقیم یکی از روش های پرکاربرد این فرایند است که به شکل رو به جلو یا مستقیم انجام می شود. در این روش، قالب اکستروژن به صورت ثابت در نظر گرفته می شود و حرکت پیستون باعث جابجایی شمش یا بیلت به سمت قالب می شود. به همین دلیل این روش به نام اکستروژن مستقیم شناخته می شود. این روش دارای مزایایی نظیر کنترل قطعه، سادگی، و قابلیت استفاده در هر دو حالت گرم و سرد می باشد. با این حال، باید توجه داشت که همراه با این مزایا، این روش نیز با معایبی چون افزایش اصطکاک و نیاز به نیروی زیاد همراه است.
اکستروژن غیرمستقیم به روشی اشاره دارد که در آن حرکت پیستون و محصول در جهت های مختلف یکدیگر صورت می گیرد. به عبارت دیگر، در این روش، قالب به بیلت فشرده می شود تا آن را از خود عبور دهد، به جای اینکه بیلت به سمت قالب حرکت کند. این فرایند با مصرف انرژی کمتر و ایجاد اصطکاک کمتر همراه است. معمولا از اکستروژن غیرمستقیم برای آلیاژهای سخت استفاده می شود و قابل اجرا در هر دو حالت گرم و سرد می باشد. این روش امکان تولید قطعات نازک تر را فراهم می کند و برای کاربردهای گوناگون قابل استفاده است.
در اکستروژن هیدرواستاتیک، از یک سیال مانند روغن یا آب برای اعمال فشار به بیلت استفاده می شود. در این روش، فاصله میان پیستون و بیلت با سیال پر شده تا فشار از طریق سیال به بیلت اعمال شود و اصطکاکی ایجاد نگردد. یکی از مزایای اصلی این روش، نیاز به نیروی کمتر به دلیل عدم وجود اصطکاک است. این روش همچنین امکان تولید مقاطع بزرگتر، جلوگیری از افزایش دمای بیلت، جلوگیری از ایجاد پرتی، و توزیع متعادل نیرو را فراهم می کند.
به هر حال، لازم به ذکر است که در این روش، به دلیل وجود سیالات، امکان استفاده از روش گرم وجود ندارد و نگهداری از مایعات پرفشار نیز دشوار می باشد.
در این روش، شمش جامد از طریق یک قالب خاص عبور می کند که دارای حفره ای در وسط آن است، و این عمل باعث ایجاد لوله های توخالی و بدون درز می شود. اکستروژن لوله ای به عنوان یکی از بهترین روش ها برای تولید لوله ها شناخته می شود، زیرا این روش قادر است قطعات یکنواخت و بدون درز را تولید کند. در نتیجه، لوله های حاصل از این فرایند از کیفیت بسیار بالایی برخوردارند.
اکستروژن ضربه ای یکی از روش های اکستروژن سرد است که برای فلزات نرم مانند مس، آلومینیوم و سرب استفاده می شود. در این روش، پیستون با سرعت زیاد به سمت پایین حرکت کرده و نیروی زیادی را به بیلت اعمال می کند. این نیرو باعث می شود بیلت از دو طرف به سمت عقب پیستون اکسترود شود و با استفاده از استریپر از قالب خارج شود. نیروهای وارد شده بر پانچ بسیار زیاد بوده و نیاز به ابزار مقاوم در برابر ضربه دارد.
مزایای اکستروژن ضربه ای شامل صرفه جویی در مواد اولیه، کاهش زمان ماشین کاری، بهبود استحکام مواد، و صرفه جویی در هزینه ها می شود. این روش به دلیل این مزایا مخصوصا در تولید قطعات فلزی با نرمی و شکل دهی دقیق به کار می رود.
روش اکستروژن یکی از کارآمدترین تکنیک‌ها در شکل‌دهی حجمی مواد است که مزایای متعددی نسبت به سایر روش‌ها دارد. این روش به‌طور خاص برای تولید قطعاتی با سطح مقطع پیچیده و اشکال خاص بسیار مناسب است. به عنوان مثال، در تولید پروفیل‌های آلومینیومی که دارای شیارها و جزئیات دقیقی برای اتصال هستند (که به‌ویژه در ساختارهای پارتیشن‌بندی و دکوراسیون داخلی کاربرد دارند)، اکستروژن به‌عنوان بهترین گزینه شناخته می‌شود. این توانایی تولید اشکال پیچیده بدون نیاز به فرآیندهای پس‌پردازشی پیچیده، از جمله مزیت‌های مهم این روش است.
یکی دیگر از مزیت‌های مهم اکستروژن، امکان شکل‌دهی مواد ترد و شکننده است. به طور مثال، آلومینیوم در روش‌های دیگر مانند خم‌کاری یا ضربه‌زنی ممکن است دچار آسیب یا شکست شود؛ اما در فرآیند اکستروژن، امکان تولید پروفیل‌هایی با سطح کاملاً صاف و یکپارچه وجود دارد. این ویژگی نه تنها کیفیت محصول نهایی را افزایش می‌دهد، بلکه عملیات بعدی مانند برش‌های مقطعی را نیز ساده‌تر می‌کند.
همچنین، این روش با تولید قطعات صاف و یکنواخت، موجب افزایش استحکام مواد تولید شده می‌شود. در واقع، محصول نهایی که از طریق اکستروژن تولید می‌شود، به دلیل ساختار همگن و فشرده‌ای که دارد، مقاومت بالایی در برابر تنش‌ها و فشارهای مکانیکی از خود نشان می‌دهد. این ویژگی به‌ویژه در صنایعی که نیاز به قطعات مقاوم و با دوام دارند، بسیار حائز اهمیت است.
به‌طور کلی، روش اکستروژن با فراهم کردن امکان تولید قطعات پیچیده، افزایش کیفیت سطحی، و بهبود استحکام مواد، یکی از پرکاربردترین و مؤثرترین روش‌ها در تولید صنعتی محسوب می‌شود.
روش اکستروژن منجر به بهبود خواص مکانیکی، به ویژه افزایش مقاومت در برابر خستگی می‌شود.
اگر فولاد حاوی عناصری مانند گوگرد، قلع، فسفر و سیلیکون باشد، قابلیت کار در حالت سرد آن کاهش می‌یابد.
این روش می‌تواند سطحی بسیار صاف و یکدست ایجاد کند.
با این حال، احتمال وقوع ترک‌های داخلی در این فرآیند وجود دارد.
قالب سازی اکستروژن به روش سنتی
بررسی شکستن قالب اکستروژن آلومینیوم
