پرس اکستروژن آلومینیوم

پرس اکستروژن آلومینیوم یکی از فرآیندهای کلیدی در صنعت آلومینیوم است که به منظور افزایش استحکام و دوام پروفیل های آلومینیومی استفاده می شود. این فرآیند با اعمال فشار زیاد و عبور ماده اولیه از قالب های خاص، امکان تولید پروفیل هایی با شکل ها و اندازه های متنوع را فراهم می کند. محصولات تولید شده از این فرآیند به دلیل دوام بالا، وزن سبک، و مقاومت در برابر خوردگی، کاربرد گسترده ای در صنایع مختلف دارند.

یکی از اصلی ترین مصرف کنندگان این محصولات، صنعت ساخت وساز است که از پروفیل های آلومینیومی در تولید در و پنجره، نماهای مدرن، و سازه های سبک استفاده می کند. علاوه بر این، پروفیل های اکستروژن آلومینیوم در صنایعی همچون کشتی سازی برای ساخت اجزای مقاوم در برابر آب و هوا، در صنعت خودرو برای کاهش وزن وسایل نقلیه و افزایش بهره وری سوخت، و حتی در تولید تجهیزات نظامی به دلیل ویژگی های مکانیکی خاص آن ها به کار می روند.
این فرآیند نه تنها قابلیت تولید اشکال پیچیده و دقیق را دارد، بلکه امکان شخصی سازی محصولات بر اساس نیازهای خاص هر صنعت را نیز فراهم می کند، که این امر موجب افزایش اهمیت آن در طیف گسترده ای از کاربردها شده است.

اکستروژن چیست؟

روش اکستروژن فرآیندی است که در آن مواد اولیه تحت فشار معین به داخل قالب خاصی هدایت می شوند. این فشار باعث تغییر در سطح مقطع و ضخامت مواد اولیه می شود تا آن ها به شکل قالب تبدیل شوند. میزان فشار مورد نیاز برای انتقال مواد به داخل قالب به عواملی مانند نوع ماده اولیه و طراحی قالب بستگی دارد. قطعه نهایی که از این فرآیند به دست می آید، به نام قطعه اکسترود شده شناخته می شود و با این روش می توان مقاطع توپر یا توخالی تولید کرد.
اکستروژن در قرن 19 میلادی برای تولید لوله ها به کار می رفت، اما امروزه در صنایع مختلفی از جمله صنایع غذایی نیز برای تولید محصولات استفاده می شود. به عنوان نمونه، قوطی های فلزی کنسرو که در زندگی روزمره با آن ها برخورد داریم، معمولا از طریق فرآیند اکستروژن تولید می شوند.

دستگاه پرس اکستروژن چیست؟

فرایند اکستروژن یکی از روش های پرکاربرد در تولید محصولات صنعتی و تجاری است که در صنایع گوناگونی مورد استفاده قرار می گیرد. این روش برای تولید محصولاتی مانند عایق ها، قطعات خودرو، مفتول های فلزی، لوله ها و ورق های پلاستیکی، روکش های فولادی، و حتی مواد غذایی و دارویی به کار می رود. در اکستروژن، از دستگاهی به نام اکسترودر استفاده می شود که مواد اولیه را تحت فشار یا کشش به داخل قالبی با شکل مشخص هدایت می کند و در نتیجه، محصولی با سطح مقطع معین تولید می شود. این فرایند امکان تولید انواع سطح مقطع و استفاده از طیف گسترده ای از مواد اولیه، حتی مواد شکننده، را فراهم می کند.

روش های پرس اکستروژن

پرس اکستروژن یک فرآیند مهم در صنایع فلزی و تولید قطعات است که در آن، مواد به داخل قالب با استفاده از فشار منتقل می شوند تا به شکل دلخواه درآیند. این فرآیند می تواند به انواع مختلفی تقسیم شود که در زیر به برخی از رایج ترین آن ها اشاره می شود:

پرس اکستروژن مستقیم

در این روش، مواد از طرف یک محفظه به داخل قالب حرکت می کنند و نیروی وارد شده توسط پیستون باعث جریان مواد در قالب می شود. در این نوع پرس اکستروژن، شمش یا بیلت در جهت حرکت پیستون به سمت قالب هدایت می شود. به دلیل اصطکاک بالا بین مواد و قالب، این فرآیند نیاز به نیروی زیادی دارد. اکستروژن مستقیم بیشتر برای فلزات سخت و قطعات با شکل های پیچیده کاربرد دارد.

پرس اکستروژن معکوس

در این روش، بر خلاف پرس اکستروژن مستقیم، حرکت پیستون و مواد به جهت مخالف یکدیگر است. قالب ثابت باقی می ماند و پیستون نیروی لازم را به مواد وارد می کند تا آن ها از قالب عبور کنند. این فرآیند معمولا برای تولید قطعات با دقت بالا و در شرایطی که نیاز به کنترل دقیق فشار است، استفاده می شود.

پرس اکستروژن غیرمستقیم

در این نوع فرآیند، نیروی اکستروژن از طریق فشار وارد شده به سیال یا گاز در داخل محفظه اعمال می شود. مواد از طریق فشار سیال به داخل قالب هدایت می شوند. این روش به دلیل کاهش اصطکاک و کاهش آسیب به قالب و ابزار، برای تولید قطعات حساس تر و با شکل های خاص مفید است.

پرس اکستروژن ضربه ای

در این روش، به جای اعمال فشار ثابت، یک ضربه سریع و قوی به مواد وارد می شود. در این فرآیند، پیستون با سرعت بالا به مواد ضربه می زند تا آن ها را به داخل قالب هدایت کند. این روش برای اکستروژن فلزات نرم مانند آلومینیوم و مس استفاده می شود و به دلیل سرعت بالا، برای تولید قطعات با دقت بالا مناسب است.

پرس اکستروژن هیدرواستاتیک

در این فرآیند، نیروی اکستروژن با استفاده از یک سیال تحت فشار اعمال می شود. سیال می تواند روغن یا سایر مایعات مخصوص باشد که از طریق آن، مواد از محفظه به داخل قالب هدایت می شوند. این روش به کاهش اصطکاک و بهبود کیفیت سطح قطعه کمک می کند. از اکستروژن هیدرواستاتیک معمولا در مواردی که نیاز به فشار بسیار زیاد برای تولید قطعات پیچیده باشد، استفاده می شود.

پرس اکستروژن سرد

در این فرآیند، مواد در دمای محیط یا دمای پایین تر از دمای ذوب خود تحت فشار قرار می گیرند. اکستروژن سرد معمولا برای تولید قطعات فلزی با کیفیت سطحی بالا و دقت ابعادی استفاده می شود. این روش در تولید مقاطع نازک و قطعاتی که نیاز به حفظ خواص فیزیکی مواد دارند، به کار می رود.

پرس اکستروژن گرم

در این نوع اکستروژن، مواد در دمای بالا به داخل قالب منتقل می شوند. گرما باعث کاهش مقاومت مواد به فشار می شود و فرآیند را آسان تر می کند. این روش به طور معمول برای فلزات سخت تر و برای تولید قطعات بزرگ تر که نیاز به نیروی بیشتر دارند، استفاده می شود.
این روش ها بر اساس نیازهای خاص تولید و نوع مواد استفاده شده متفاوت هستند و انتخاب روش مناسب بستگی به عوامل مختلفی از جمله نوع قطعه، خواص ماده، و دقت مورد نظر دارد.

اجزای دستگاه پرس اکستروژن

دستگاه پرس اکستروژن از اجزای مختلفی تشکیل شده است که هر کدام نقش خاصی در فرایند اکستروژن ایفا می کنند. در ادامه توضیح دقیق تر هر بخش ارائه شده است:

• قالب اکستروژن: قالب اکستروژن، که معمولا از فولاد مقاوم و مستحکم ساخته می شود، وظیفه شکل دهی به مواد اولیه را بر عهده دارد. این قالب با دقت طراحی می شود تا محصولی با سطح مقطع دقیق و یکنواخت تولید کند. فشار بالای فرایند باعث می شود مواد اولیه از میان قالب عبور کرده و به شکل نهایی درآیند.
• رام (Ram): رام یک میله فولادی مستحکم است که به سیلندر دستگاه متصل شده و وظیفه هدایت مواد اولیه به سمت قالب را دارد. رام با وارد کردن فشار مکانیکی یا هیدرولیکی به مواد، آن ها را به حرکت درآورده و به درون قالب هدایت می کند. عملکرد صحیح رام نقش حیاتی در کیفیت محصول نهایی دارد.
• دامی بلاک (Dummy Block): دامی بلاک قطعه ای است که بین رام و بیلت قرار می گیرد. این قطعه از بازگشت مواد اولیه از محفظه (کانتینر) جلوگیری می کند و باعث می شود تمام مواد به سمت قالب هدایت شوند. استفاده از دامی بلاک موجب افزایش دقت و جلوگیری از هدررفت مواد می شود.
• بیلت (Billet): بیلت مواد اولیه ای است که برای تولید محصول نهایی مورد استفاده قرار می گیرد. این مواد می توانند از جنس های مختلفی مانند آلومینیوم، مس، فولاد یا حتی پلاستیک باشند. بیلت معمولا به صورت استوانه ای است و پیش از ورود به دستگاه، ممکن است حرارت داده شود تا فرایند اکستروژن آسان تر شود.
• کانتینر (Container): کانتینر یک محفظه استوانه ای شکل است که بیلت درون آن قرار می گیرد. این محفظه مواد اولیه را در موقعیت مناسبی نگه داشته و با هدایت رام، مواد را به سمت قالب فشار می دهد. کانتینر باید به گونه ای طراحی شود که فشار بالا را تحمل کند و از تغییر شکل یا نشتی مواد جلوگیری کند.