Was ist Extrusion – ausführliche Erklärung | Die mechanische Post

Grüße von The Mechanical Post ! Heute werden wir sehen, was ist Extrusion? Verfahren, Vorteile und Grenzen Fangen wir also mit der Definition von Extrusion an .

Definition von Extrusion

Extrusion kann als Herstellungsprozess definiert werden, bei dem ein Metallblock in einem Behälter eingeschlossen und gezwungen wird, durch eine kleine Öffnung mit einer bestimmten Form und Größe, die als Düse bezeichnet wird, zu fließen.

Extrusionsbezogene Begriffe, die Sie kennen müssen 

Billet                                                                                                                           > Ein Knüppel sind gleichförmige Blöcke aus dem zu extrudierenden Material (z. B. Aluminium-Strangpressteile). ). Diese Blockgrößen variieren in Abhängigkeit von der für die Extrusion verwendeten Maschinerie. Aus diesen Blöcken wird dann das gewünschte Produkt extrudiert.

Bild zeigt Extrusionsdüse

Stirb 

Extrusionsdüsen sind kreisförmige Stahlplatten oder -scheiben mit beträchtlicher Dicke und mit einer oder mehreren Öffnungen, um das gewünschte Profil zu erzeugen. Sie sind aus H-13-Matrizenstahl gefertigt und wärmebehandelt, da sie hohen Drücken und Temperaturen standhalten müssen, die dadurch entstehen, dass der heiße Knüppel durch die Matrize gedrückt wird.

Ram-Extruder 

Der Stößel ist eine Art Kolben oder Plunger und hat eine große Masse, die verwendet wird, um den Knüppel durch Aufbringen einer großen Kraft durch die Matrize zu drücken. Ein Beispiel für einen Stößel ist die Arztspritze, da der Arzt Kraft auf den Stößel ausübt und die darin enthaltene Flüssigkeit herausfließen muss.

Extrusionsprozess 

Der Extrusionsprozess beginnt mit dem Erhitzen des Barrens. Der Knüppel wird üblicherweise auf eine solche Temperatur erhitzt, dass das Material leicht verformbar und duktil wird.

Der Knüppel wird dann auf den Container geladen. Wenn der Stempel das Metall dazu zwingt, durch die Matrizenöffnung auszutreten, wird das Metall einer plastischen Verformung unterzogen und erfährt während der Extrusion eine Reduzierung und Dehnung. Der Querschnitt des Produkts hängt von der Form der Düsenöffnung ab. Dieser Prozess könnte als Anpassung des Gesenkschmiedens betrachtet werden, mit dem Unterschied, dass beim Schmieden der Hauptkörper des Metalls das Produkt ist und der Grat weggeschnitten und verworfen wird; Beim Strangpressen ist der Grat (aus der Düse fließendes Metall) das Produkt und der in der Düse verbleibende Butzen wird nicht verwendet.

Das Strangpressen wird häufiger bei der Herstellung von Voll- und Hohlprofilen aus Nichteisenmetallen und deren Legierungen (Aluminiumlegierungen, Kupfer, Messing und Bronze usw.) verwendet, aber auch Stahl und andere Eisenlegierungen können mit der Entwicklung von geschmolzenem Glasschmiermittel.

Ausgangsmaterial beim Strangpressen sind gegossene oder gewalzte Knüppel. Die Palette der extrudierten Artikel ist sehr breit:Stangen mit einem Durchmesser von 3 bis 25 mm, Rohre mit einem Durchmesser von 20 bis 400 mm und einer Wandstärke von 1 mm und mehr sowie kompliziertere Formen, die mit anderen mechanischen Bearbeitungsmethoden nicht erhältlich sind. Neben Metallen Extrusion von Kunststoffen ist auch möglich.

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Extrusionstypen:

Direkte Extrusion:

Der erhitzte Knüppel wird in den Behälter gelegt. Es wird von einem Stößel in Richtung Matrize geschoben. Das Metall wird einer plastischen Verformung unterzogen, gleitet an den Wänden des Behälters entlang und wird gezwungen, durch die Düsenöffnung zu fließen. Am Ende des Extrusionsvorgangs verbleibt ein kleines Metallstück, das als Endschrott bezeichnet wird, im Behälter und kann nicht extrudiert werden. Um ein Hohlprofil zu erhalten, wird häufig ein Hohlblock um den Dorn herum verwendet. In einigen Fällen ist der Knüppel massiv und wird von dem Dorn oder einem darin gebohrten axialen Loch mittels einer Bohrmaschine durchbohrt, bevor der Extrusionszyklus beginnt. Der Dorn kann am Stößel befestigt sein. Wenn sich der Stößel in Richtung auf die Matrize bewegt, wird das Metall durch den ringförmigen Zwischenraum und aus einem Rohr herausgedrückt.

Indirekte Extrusion:

Bei einem indirekten Strangpressverfahren wird das Metall entgegen der Stößelbewegung extrudiert. Zu diesem Zweck wird ein Hohlstempel verwendet (wie oben gezeigt). Der Hohlstempel enthält die Matrize in Form des gewünschten Produkts. Zur Herstellung des Teils wird die Matrize am Ende des Hohlstempels montiert, während am anderen Ende der Behälter geschlossen wird. Während sich der Stempel bewegt, übt die Matrize Druck auf den Knüppel aus und das verformte Metall fließt durch die Matrizenöffnung entgegen der Bewegung des Stempels und das Produkt wird durch den hohlen Stempel extrudiert.

Heißextrusion :

Heiße Extrusion ist ein Prozess, bei dem der Knüppel vor dem Extrudieren erhitzt wird . Die Heißextrusion wird oberhalb der Rekristallisationstemperatur des Materials durchgeführt, wodurch das Material nicht nur kaltverfestigt wird, sondern es wird auch einfacher, das Material durch die Matrize zu drücken.

Die meisten Heißextrusionsprozesse werden auf horizontalen hydraulischen Pressen durchgeführt, die zwischen 230 und 11.000 Tonnen (250 bis 12.130 Short Tons) liegen. Die Drücke reichen von 30 bis 700 MPa (4.400 bis 101.500 psi), daher erfordert dieser Prozess eine Schmierung wie Öl oder Graphit (für Extrusionen bei niedrigeren Temperaturen) oder Glaspulver (für Extrusionen bei höheren Temperaturen). Heißextrusionsverfahren

Kalte Extrusion:

Im Gegensatz zum Heißextrusionsverfahren arbeitet das Kaltextrusionsverfahren bei Raumtemperatur. Das Kaltfließpressen ist gegenüber dem Heißfließpressen vorteilhaft, da es keine Oxidation verursacht, eine höhere Festigkeit aufgrund der Kaltumformung bietet, mit engeren Toleranzen bearbeitet werden kann, eine bessere Oberflächenbeschaffenheit und schnelle Extrusionsgeschwindigkeiten aufweist.
Materialien, die üblicherweise kaltfließgepresst werden beinhalten:

• führen,
• Zinn,
• Aluminium,
• Kupfer,
• Zirkonium,
• Titan,
• Molybdän,
• Beryllium,
• Vanadium,
• Niob und Stahl.

Beispiele für Produkte, die mit diesem Verfahren hergestellt werden, sind:Faltschläuche, Feuerlöschergehäuse, Stoßdämpferzylinder und Getrieberohlinge.

Dieses Verfahren ähnelt dem Heißstrangpressen, außer dass die bearbeiteten Metalle die Plastizität besitzen, die für eine erfolgreiche Formgebung erforderlich ist, ohne sie zu erhitzen. Üblicherweise weisen diese Metalle eine hohe Duktilität auf. Kaltfließpressen wird auch durchgeführt, um die physikalischen Eigenschaften eines Metalls zu verbessern und ein fertiges Teil herzustellen.

Vorteile der Extrusion:

• Das Sortiment an extrudierten Artikeln ist sehr breit. Querschnittsformen, die durch Walzen nicht möglich sind, können extrudiert werden, z. B. solche mit einspringenden Abschnitten.
• Kein Zeitverlust beim Formenwechsel, da die Matrizen einfach entfernt und ausgetauscht werden können.
• Die Maßgenauigkeit von extrudierten Teilen ist im Allgemeinen besser als die von gewalzten.
• Die Automatisierung in der Extrusion ist einfacher, da Artikel in einem Durchgang hergestellt werden.
• Extrusionen sind leichter, solider und stärker als Gussteile.
• Extrusionen sind genauer als Gussteile und erfordern weniger Endbearbeitungsprozesse nach der Extrusion.

Einschränkungen des Extrusionsprozesses:

• Der Prozessabfall beim Extrudieren ist höher als beim Walzen, wo er nur 1 bis 3 % beträgt.
• Relativ hohe Werkzeugkosten, da aus teuren legierten Stählen hergestellt.
• In der Produktivität ist die Extrusion dem Walzen weit unterlegen, insbesondere seinen kontinuierlichen Varianten.
• Die Extrusionskosten sind im Allgemeinen höher als bei anderen Techniken.
• Die Lebensdauer von Extrusionswerkzeugen ist aufgrund hoher Kontaktspannungen und Schlupfraten kürzer.
• Es können nur Formen mit konstantem Querschnitt hergestellt werden.

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