اکستروژن یا برون ریزی یکی از روش های حجمی، برای تغییر شکل مواد. به منظور کاهش ضخامت یا سطح مقطع آنهاست که در نتیجه آن، قطعاتی با سطح مقطع صاف و عمودی تولید می شوند.
جهت انجام فرآیند اکستروژن، ماده اولیه مورد نظر، به درون قالب اکستروژن که سطح مقطع مورد نظر روی آن ایجاد می شود و پرس می شود. و در نتیجه، قطعه اکسترود می شود و با سطح مقطع قالب، تولید می شود. دو مزیت این فرآیند، نسبت به دیگر روش های شکل دهی. قابلیت بالا در تولید قطعاتی با سطح مقطع پیچیده و همچنین شکل دهی مواد ترد و شکننده است،
زیرا ماده در این روش، تنها تحت فشار و تنش برشی قرار می گیرد. این روش همچنین قطعاتی، با سطح مقطع بسیار با کیفیت و صاف ایجاد می کند و باعث استحکام بیشتر مواد می شود. اکستروژن می تواند پیوسته (تولید قطعات با طول زیاد) یا نیمه پیوسته (تولید چند تکه ای) باشد. فرآیند اکستروژن می تواند با مواد اولیه سرد یا گرم انجام شود. انواع موادی که اکستروژن روی آنها انجام می شود عبارتند از: فلزات، پلیمرها، سرامیک ها و مواد غذایی و …
تاریخچه
در سال 1797، Joseph Bramah اولین فرآیند اکستروژن برای تولید لوله از مواد نرم را انجام داد. او ابتدا ماده اولیه فلزی را پیش گرم کرد و آن را به وسیله یک پیستون دستی متحرک، به داخل قالب حرکت داد. در سال 1820، Thomas Burr همین فرآیند را به وسیله یک پرس هیدرولیک انجام داد. در سال 1844، Alexander Dick، فرآیند اکستروژن را برای آلیاژهای مسی و برنجی نیز گسترش داد.
دستگاه پرس اکستروژن
در این دستگاه از پیستون قوی جهت اعمال بار یکنواخت بر قطعه مورد نظر. و با فشار و پرس آن در بدنه دستگاه به کار می رود. از آنجایی که اصطکاک میان بدنه دستگاه و قطعه زیاد است. درجه حرارت نیز زیاد می شود؛ بنابراین لازم می شود که بدنه دستگاه هرچند بار خنک کاری شود. جهت خنک کاری از آب صابون یا روغن استفاده می شود. جنس بدنه این دستگاه باید مقاوم باشد تا بتواند تنش های وارد بر آن را تحمل کند. حنس بدنه معمولاً از تنگستن کربوناید است.
فرآیند اکستروژن
فرآیند اکستروژن، با گرم کردن مواد اولیه (در اکستروژن گرم) شروع می شود. سپس داخل مخزن دستگاه پرس قرارمی گیرد. (مواد اولیه فلزی، به صورت بیلت های استوانه ای ریخته گری می شود و داخل مخزن دستگاه پرس قرار می گیرند). سپس یک قطعه حائل بین بیلت و پیستون قرار می گیرد و بیلت توسط پیستون به داخل قالب، فشرده می شود. سپس محصول اکسترود می شود از سمت دیگر کشش پیدا می کند تا صاف شود. برای بهبود خواص محصول باید روی آن فرآیندهای گرم کاری و سرد کاری انجام شود.
عیوب اکستروژن
- ممکن است روی سطح محصول، ترک های سطحی اتفاق بیفتد. دلیل ایجاد این ترک ها می تواند دمای فرایند اکستروژن، اصطکاک، یا زیاد بودن سرعت پیستون باشد. ترک های سطحی می توانند در دماهای پایین تر هم ایجاد شوند و این اتفاق زمانی رخ می دهد که محصول اکستروژن به قالب بچسبد.
- الگوهای جریانی، اکسیدها و آلودگی های سطحی را به سمت مرکز محصول اکستروژن هدایت می کنند و باعث کاهش استحکام محصول می شود. این عیب به دلیل وجود اصطکاک و فرآیندهای سردکاری روی لایۀ خارجی بیلت، اتفاق می افتد.
- ترک های داخلی که به دلیل وجود تنش های داخلی، هنگام عبور بیلت از قالب. و در اثر نیروی فشاری پیستون در محصول نهایی ایجاد می شود. و باعث کاهش استحکام نهایی محصول می شود.
- خطوط سطحی، این خطوط روی محصولات اکستروژن معلوم است. ایجاد این عیب به میزان زیادی به کیفیت قالب اکستروژن و نحوه ساخت آن بستگی دارد. دلیل دیگری که می تواند باعث وجود این عیب در محصولات اکستروژن شود، چسبیدن محصول خروجی به دیواره قالب است.
تجهیزات و انواع روش های اکستروژن
تجهیزات مختلفی جهت انجام یک فرآیند اکستِروژن وجود دارد که 4 ویژگی زیر، باعث تمایز آن ها می شوند:
- جهت حرکت محصول اکستروژن نسبت به جهت حرکت پیستون، اگر قالب ساکن باشد. و پیستون حرکت کند، فرایند «اکستروژن مستقیم» و اگر پیستون به صورت ساکن قرار گیرد. و قالب درون دستگاه حرکت کند، «اکستروژن مستقیم» نامیده می شود.
- نوع پرس اکستِروژن که می تواند عمودی یا افقی باشد.
- از نوع سیستم محرک که می تواند هیدرولیک یا مکانیکی باشد.
- نوع بارگذارری آن که می تواند متغیر یا هیدرواستاتیک باشد.
یک متۀ تک یا دوبل که به وسیله یک پیستون یا موتور الکتریکی تغذیه می شود. به وسیله یک فشار هیدرولیک یا یک فرآیند مشابه، رانده می شود تا محصولات اکستروژن از ماده اولیه، حاصل شود.
ایجاد حفره های داخلی
روش های مختلفی برای ایجاد حفره های داخلی در یک فرآیند اکستروژن وجود دارد. یک راه، استفاده از یک بیلت میان تهی است. که درون بیلت اولیه، حفره با شکل مورد نظر از ابتدا با یکی از روش های ساخت، ایجاد می شود. به منظور ایجاد حفره ها، با دقت ابعادی بالاتر از ماندرل استفاده می شود. ماندرل ها بر دو نوع هستند:
1- ماندرل شناور-(ماندرل نوع فرانسوی): داخل قطعه حائل بین بیلت و قالب به صورت آزادانه قرار می گیرد. و هنگام انجام فرآیند، خود را درون قالب، جا می اندازد و به این ترتیب، حفره مورد نظر درون محصول اکستروژن ایجاد می شود.
2- ماندرل ثابت- (ماندرل نوع آلمانی): همانند قالب تولید می شود و قبل از قالب قرار می گیرد. و در نتیجۀ عبور از آن، حفره داخلی در مواد ایجاد می شود و سپس با عبور از قالب، محصول نهایی اکستروژن تولید می شود.
فولاد رسول دلاكان
با سالها تجربه ارزشمند و گرانبها در عرصه تأمين و توزيع انواع ورق آلياژي و انواع فولاد آلياژي با گواهينامه ها و آناليزهاي معتبر با ضميمه نمودن آن به محصولاتش آنرا به مشتريان خويش ارائه داده است. كه توانسته رضايتمندي آنان را همواره فراهم آورد.
صنعتگر شريف و گرامي از اينكه ما را جهت خريد كالا (فولاد آلياژي) مورد نياز خويش، انتخاب مي نماييد از شما سپاسگزاريم.
ارتباط با ما
09122136675 –02128423820 – 09922704358
واتس آپ: 09122136675
اینستاگرام: fooladdalakan
ایمیل : fooladrasuldalakan@gmail.com