پرس اکستروژن و انواع آن قسمت اول

انواع پرسهای اکستروژن

پرس مستقیم

شماتیکی از یک پرس اکستروژن مستقیم در شکل 3-2 نشان داده می شود. پرسهای مستقیم جهت تولید مقاطع توپر، میلگردها، تسمه ها و مقاطع دیگر بکار می روند. این پرسها برای تولید لوله ها و مقاطع توخالی از آلیاژهای آلومینیوم نرم و با استفاده از بیلت توپر و یک قالب چند دریچه یا قالبهای پل دار نیز استفاده می شوند. یک پرس اکستروژن مستقیم با میله های موازی در شکل 3-3 نشان داده می شود.

با توجه به وجود همراستایی در این پرس، بیلتهای گرد و چهارگوش در آن قابل استفاده است. همراستایی میله های موازی با خط مرکزی پرس، باعث کنترل دقیق قطعات متحرک و انتقال بهینه قدرت می شود. یک راهنمای دقیق و ایمن در محفظه بیلت، امکاناستفاده مناسب از یک بلوک سنبه (دامی) را فراهم می نماید. میز یک پرس پیشرفته طوری طراحی می شود که بتواند ابزار بسیار بزرگ را جهت تولید ایمن و مطمئن مقاطع بزرگ و عریض با حداقل تلرانسها و کیفیت بالا پشتیبانی نماید. پرسهای پیشرفته عموما به وسایل خاصی همچون گیره قالب، محور فشاری با قابلیت باز و بسته شدن آسان، کنترل اتوماتیک همراستایی، بالشتک برشی، فشار دهنده بیلت تلسکوپی، سیستم جاگذاری ضربه ای و نرم افزار کامپیوتری جهت حصول بهره‌وری و کیفیت بالاتر مجهزند.

تجهیزات هیدرولیک شامل پمپها و سوپاپها می توانند بر روی مخزن روغن پرس یا بر روی زمین یا زیرزمین نصب شوند، بطوریکه دسترسی به تجهیزات همسطح با زمین بسیار آسان تر است (شکل 3-4).

پرس معکوس 

پرس ساخته شده برای اکستروژن معکوس (شکل 3-6) دارای همان اجزای پپرس مورد استفاده در اکستروژن مستقیم است. عموماً در اکستروژن آلیاژهای سخت بالاخص آلیاژهای مورد استفاده در صنایع هوافضا، خواص سیلانی فلز در اکستروژن معکوس بسیار مطلوبتر از اکستروژن مستقیم است. به کمک الگوی سیلان ایجاد شده در طی اکستروژن مستقیم، تصمیم گیری در خصوص مواد و محصولاتی که باید روش اکستروژن معکوس برای آنها بکار گرفته شود، امکان پذیر می گردد. اکستروژن معکوس در ساخت میلگردها، میله ها، مقاطع و لوله ها از برخی آلیاژهای آلومینیوم اغلب اقتصادی تر است.

اختلاف بین دو روش پروفیل آلومینیوم اختصاصی در این است که در طی اکستروژن مستقیم هیچ گونه حرکت نسبی بین فالب و محفظه وجود ندارد. در حالیکه در اکستروژن معکوس فالب تعبیه شده بر روی لبه جلویی محور فشاری تو خالی به درون محفظه حرکت می کند. بنابراین  اکستروژن معکوس در مقایسه با اکستروژن مستقیم دارای مزایایی است از جمله این که در آن فشار اکستروژن کاهش می یابد. قطر بیلت قابل افزایش است و اکستروژن با یک دمای بیلت پایین تری برای اشکال بحرانی آغاز می گردد.

قطر دایره محیطی پروفیل آلومینیوم اختصاصی در اکستروژن معکوس کوچکتر از اکستروژن مستقیم بوده و تنش اعمالی بر روی محور فشاری بالاتر است. با این وجود، روش معکوس دارای مزایای زیر است:

• اشکال بکارگیری بیلتهای اولیه بلندتر
• سرعت اکستروژن بالاتر برای برخی از مواد
• ته بیلت نازک تر
• ساختار یکنواخت تر در تمامی طول محصول اکسترود شده
• امکان تولید مقاطع نازک تر
• دقت ابعادی بالاتر در تمامی طول محصول
• دماهای یکنواخت تر محفظه و بیلت در طی اکستروژن
• عمر طولانی تر محفظه و آستری
• لارسون و بلاند مطالبی در خصوص پیشرفتهای صورت گرفته در پرسهای معکوس ارائه داده اند، برخی از معایب این پرسها عبارتند از:
• برای جلوگیری از بروز نواقص سطحی، ماشین کاری پوسته بیلت ضروری است.
• اندازه محصول اکستروژن به قطر داخلی محور فشاری توخالی محدود می شود.
• کار کردن با قالب مشکل است.

اکستروژن و دسته بندی فرآیندهای اکستروژن چیست؟

اصول اکستروژن

در بخش تولید پروفیل آلومینیوم پیرامون جنبه های مختلف فناوری اکستروژن همچون اصول، فرآیندها و مانیک اکستروژن، همچنین متغیرها و اثرات آنها بر روی اکستروژن بحث می نماییم. صنعت اکستروژن بیشاز 100 سال قدمت دارد. یکی از مسائل مهم در این صنعت استمرار تحقیقات دانشگاهی و صنعتی جهت ارتقاء دانش فنی در خصوص فن‌آوری اکستروژن آلومینیوم است. مثلاً در رشته مهندسی ساخت و تولید، کتابهای مرجعی همچون مرجع 1 که معمولاً در دانشکده های مهندسی سرتاسر جهان مورد استفاده واقع می شوند، دربرگیرنده اصول و جنبه های اصلی فرآیندهای ساخت شامل برش، نورد، آهنگری (فورج)، کشش و اکستروژن می باشد. معمولاً مهندسین و طراحان در دانشگاه یا در ضمن آموزشهای شغلی خود پیرامون جزئیات فرآیند اکستروژن تأمل نمی کنند. لذا جهت موفقیت در زمینه فناوری اکستروژن آلومینیوم، تحقیقات شایسته ای باید انجام شود. بعلاوه، آشنا شدن با مفاهیم اصلی برای پرسنل فنی و مهندسی ضروری است. لذا با درک اصول اولیه، اطلاعات بیشتر می تواند به تدریج اضافه شود.

تعریف اکستروژن

اکستروژن یک فرآیند تغییر شکل پلاستیک است، که در آن یک قطعه فلزی بنام بیلت، تحت فشار قرار می گیرد تا از میان سطح مقطع یک قالب، که کوچکتر از بیلت اولیه است، سیلان یدا کند . همچنین اکستروژن، یک فرآیند فشاری معکوس است. نیروهای فشاری معکوس توسط واکنش بیلت با محفظه و قالب، تنشهای فشاری بالایی ایجاد می کند که در کاهش ترک خوردن بیلت هنگام تغییر شکل اولیه اش مؤثرند ]20[ . اکستروژن، بهترین روش جهت از بین بردن ساختار ریختگی بیلت است. زیرا در این فرآیند، بیلت تحت نیروهای فشاری است.

بسته به نوع آلیاژ و روش بکار گرفته شده، اکستروژن می تواند بصورت سرد یا گرم انجام شود. در اکستروژن گرم جهت تسهیل در تغییر شکل پلاستیک، بیلت پیش گرم می شود.

دسته بندی فرآیندهای اکستروژن

دو نوع اصلی اکستروژن که عموماً در صنایع آلومینیوم بکار می روند عبارتند از اکستروژن مستقیم و معکوس. مقاطع به صورت توپر و توخالی طراحی شده و به طرق گوناگونی تولید می شوند که عبارتند از:

مقاطع توپر، میلگردها و مفتولها که به کمک اکستروژن مستقیم و با استفاده از بیلت های تور اکسترود می شوند.

لوله ها و مقاطع توخالی که به کمک اکستروژن مستقیم و با استفاده از بیلت های توپر و قالبهای پل دار و چند دریچه (برای آلیاژهای معینی) اکسترود می شوند.

لوله ها و مقاطع تو خالی که به کمک اکستروژن مستقیم و با استفاده از بیلت های توپر و توخالی (که از طریق ماندرل شناور در پرس سوراخ می شوند)، اکسترود می شوند.

لوله ها و مقاطع تو خالی که به کمک اکستروژن مستقیم و با استفاده از بیلتهای توپر و توخالی (که از طریق ماندرل ثابت در پرس سوراخ می شوند)، اکسترود می گردند.

مقاطع توپر بحرانی، میلگردهاو مفتولها که به کمک اکستروژن معکوس و با استفاده از بیلتهای توپر، محفظه آ‌ب‌بندی شده و قالب تعبیه شده بر روی محور فشاری اکستروژن، اکسترود می شوند .

لوله ها و مقاطع توخالی که به کمک اکستروژن معکوس و با استفاده از بیلتهای توپر و توخالی (سوراخ شده  در پرس)، از طریق ماندرل ثابت و قالب تعبیه شده بر روی تنه محور فشاری اکستروژن، اکسترود می شوند.