0
04136674922

اکستروژن یا روزنرانی چیست و چگونه انجام می شود؟

معرفی:

 

اکستروژن یا روزنرانی، یک فرایند شکل دادن فشاری عبوری است که در آن سطح مقطع قطعه کار بر اثر وادار کردن قطعه به عبور از دهانه قالبی با مقطع کوچک تر تحت فشار زیاد کم می شود. اگر بخواهیم این فرایند را با مثال های جالب و ساده ای معرفی کنیم می توان آن را با خروج خمیر دندان از تیوب و یا خروج خامه شیرینی به هنگام فشردن کیسه مخصوص تزیین کیک و شیرینی شبیه دانست.

 

اکستروژن یک فرایند متراکم ‌سازی غیر مستقیم است که نیروی لازم برای این کار به ­صورت هیدرولیکی یا مکانیکی تامین می‌شود. به دلیل نیاز به نیروی زیاد در این فرایند، بیشتر فلزات تحت شرایط گرم که مقاومت فلز در برابر تغییر شکل خیلی کمتر است، اکستروژن می شوند. البته اکستروژن سرد هم به عنوان یک فرایند تجاری مهم روی بسیاری از فلزات انجام می شود و دقت قطعه کار هم در آن بالا است.

 

 

بیلت های آلومینیومی اکستروژن

 

 

به طور کلی از اکستروژن برای تولید میله های استوانه ای و یا لوله های توخالی استفاده می شود ولی با این فرایند می توان قطعات پُر، پروفیل ها و مقاطعی با شکل های نامنظم را هم از برخی فلزات به ویژه آلیاژهای آلومینیوم، مس، منیزیم و فولاد تولید کرد.

 

دو نوع اصلی اکستروژن عبارتند از اکستروژن مستقیم و اکستروژن غیر مستقیم یا معکوس. در اکستروژن مستقیم، راستای خروج قطعه اکستروژن شده از قالب در جهت فشار وارده بر قطعه (حرکت سنبه) است. در مقابل، در اکستروژن غیر مستقیم، راستای خروج قطعه اکستروژن شده از قالب در خلاف جهت فشار وارده بر قطعه است.

 

صنعت اکستروژن در سال ۱۸۱۰ با ساخت اولین پرس هیدرولیک تجاری شد. بیشتر عملیات اکستروژن هنوز هم با پرس های هیدرولیک انجام می شود. در ابتدا از این روش برای تولید لوله های سربی استفاده می­ شد، سپس برای غلاف کردن کابل با سرب نیز از آن استفاده شد. در حدود سال ۱۸۹۴، با ساخت دستگاه­ های پرس با قدرت بالا، دستیابی به نیرو­های فشاری در حد بسیار بالا میسر گشت و لوله های برنجی نیز از این طریق تولید شدند. از طرف دیگر، مشکل دستیابی به فشارهای بسیار بالا نیز تا حدودی از طریق گرم کردن شمش اولیه و در نتیجه کاهش تنش سیلان فلز و همچنین استفاده از روانکارهای مناسب برطرف و از این رو، مقاطع تولید شده، شکل بسیار پیچیده­تری به خود گرفتند. اکستروژن می تواند برای تولید محصولات میانی یا نهایی استفاده شود.

 

 

شماتیک و تجهیزات دستگاه پرس اکستروژن مستقیم

 

 

شماتیک و تجهیزات دستگاه پرس اکستروژن غیر مستقیم

 

 

دستگاه پرس اکستروژن

 

پرس اکستروژن مهم ترین ماشین عملیات اکستروژن است. اجزای مهم پرس اکستروژن عبارتند از:

 

سیلندر پرس: نیروی اصلی لازم برای جلو راندن رام یا سنبه را فراهم می ‌کند.

 

رام: سنبه ای است که از یک سو به سیلندر اصلی و از سوی دیگر به بلوک محافظ متصل است، این سنبه در داخل کانتینر، فشار سیلندر پرس را به بیلت وارد می کند.

 

بلوک محافظ یا صفحه سر سنبه: یک بلوک فولادی محکم است که ما بین رام و بیلت قرار می گیرد و ضمن جلوگیری از چسبیدن بیلت به رام، باعث می شود تا بیلت در داخل کانتینر به عقب نلغزد. به این بلوک، دامی (Dummy)  هم می گویند.

 

کانتینر: محفظه ای است که بیلت را نگه می دارد و باعث هدایت آن به درون قالب می شود.

 

لودر بیلت (Billet Loader): بیلت را در راستای کانتینر نگاه می‌ دارد تا توسط رام به جلو هدایت شود.

 

قالب اکستروژن: صفحات فولادی هستند که شکل مقطع قطعه درخواستی از عملیات اکستروژن به صورت حفراتی بر روی آن ها ایجاد شده است و بیلت ضمن عبور از این حفره ها تحت فشار رام، به صورت شکل مورد نظر از آن خارج می شود. قالب اکستروژن از اجزایی چون رینگ، پشت بند یا نگهدارنده، ماندرل و بولستر تشکیل می شود و در سه نوع توپر، توخالی و نیمه توخالی برای اکستروژن پروفیل های توپر، توخالی و نیمه توخالی وجود دارند.

 

 

قالب اکستروژن

  

 

قسمت های مختلف قالب اکستروژن

 

 

 

 

 

 

انواع اکستروژن:

 

  • دسته بندی بر اساس دمای قطعه کار

 

در صورتی­ که قطعه کار قبل از شروع شکل دهی حرارت داده شود، اکستروژن را گرم و در غیر این صورت سرد می ­نامند. دمای فلز در اکستروژن سرد، دمای محیط یا نزدیک به آن است ولی در اکستروژن گرم، بستگی به نوع آلیاژ و روش اکستروژن، مقادیر بالاتری است. برای مثال دمای اکستروژن آلیاژهای آلومینیوم حدود ۵۰۰-۴۰۰ درجه سانتیگراد، برای برنج و آلیاژهای مس حدود ۸۰۰-۷۰۰ درجه سانتیگراد و برای فولادها در حدود ۱۲۰۰-۱۱۰ درجه سانتیگراد است.

 

فرایند اکستروژن گرم، به منظور تولید محصولات فلزی نیمه تمام با طول نسبتاً زیاد و مقطع ثابت مانند انواع پروفیل­ های توپر و توخالی متقارن و غیرمتقارن فولادی، آلومینیومی، مسی و آلیاژهای آن ها استفاده می شود. اکستروژن سرد به دلیل وجود مقاومت تغییر شکل بالا در تغییر شکل سرد، برای شکل دادن ماده اولیه ای به شکل میله و مفتول و تولید قطعات نسبتاً کوچک، کوتاه و متقارن به تعداد زیاد، با دقت ابعادی و پرداخت سطحی خوب به­ کار می ­رود. قطعاتی که به روش اکستروژن سرد تولید می شوند، به دلیل داشتن دقت ابعادی و پرداخت سطحی خوب، معمولاً دیگر نیازی به عملیات تکمیل کاری اضافی ندارند. امروزه اکستروژن سرد بیشتر برای تولید قطعاتی از وسایل نقلیه، تجهیزات نظامی، ماشین آلات صنعتی و تجهیزات الکترونیکی، به صورت تولید انبوه، به کار می‌ رود.

 

 

  • دسته بندی بر اساس راستای سیلان فلز اکسترود و فشار وارد بر آن

 

فرایند اکستروژن بر اساس راستای سیلان فلز اکسترود و فشار وارد بر آن به دو نوع اصلی اکستروژن مستقیم و غیر مستقیم دسته بندی می شود. اکستروژن مستقیم فرایندی است که در آن راستای سیلان ماده و جهت فشار وارده بر قطعه (حرکت سنبه) یکی است. در صورتی­که در اکستروژن غیر مستقیم یا معکوس، سیلان ماده برخلاف جهت حرکت سنبه است. در اکستروژن غیر مستقیم، برخلاف اکستروژن مستقیم، رام یا سنبه ثابت است و کانتینر با بیت به حرکت در می آید. از مزایای اکستروژن مستقیم می­توان به ساده بودن آن اشاره کرد. همچنین در اکستروژن مستقیم داغ، قطعه اکسترود شده را پس از خروج از قالب، می­توان به آسانی کنترل و خنک کرد. در اکستروژن غیر مستقیم، به علت عدم حرکت نسبی بین بیلت و کانتینر، نیروهای اصطکاکی کمترند و حرارت لایه خارجی شمش افزایش زیادی نمی ­یابد. بنابراین، تغییر شکل یکنواخت انجام می ­گیرد و تشکیل عیب و ترک در لبه ­ها و سطح محصول، کمتر می شود.

 

 

 

 

 

 

 

نوشته های مشابه:

 

 

 

ارسال دیدگاه