اکستروژن (Extrusion) یا خروجکاری روشی نسبتاً جدید برای فلزکاری است که به فشردن مواد در یک محفظه بسته اطلاق می شود. اکستروژن تجاری لوله های سربی از اوایل قرن نوزدهم آغاز شد، و تنها در اواخر این قرن بود که اکستروژن برنج نیز میسر شد. دلیل اصلی این تأخیر نیاز به فشار های بالا بود که امکان تولید آن وجود نداشت. این کمبود سرانجام از طریق گرم کردن شمشال ها تا دمای بالا، به منظور کاهش استحکام تسلیم آن ها، رفع شد. اما با این کار مسئله جدیدی به وجود آمد و آن تهیه محفظه های شمشال برای فشار های اکستروژن بود که توان مقاومت در برابر دما و فشار بالا را بهطور همزمان داشته باشد.
فرآیند اکستروژن به چهار طریق صورت می گیرد:
- اکستروژن مستقیم
- اکستروژن معکوس
- اکستروژن مرکب
- اکستروژن ضربه ای
در سال های اخیر اکستروژن سرد که هماکنون با استفاده از روش ضربهای حتی برای فولاد ها نیز امکانپذیر است توجه زیادی را به خود جلب کرده است. ممکن است در محصول نهایی اختلاف مقطع زیادی ایجاد شده باشد، مثلاً در ساخت یک لوله با فلانج کلفت در یک مرحله عملیات. خواص مکانیکی محصولات اکستروژن سرد بسیار خوب است.
در کلیه عملیات اکستروژن کار اضافی چشمگیری وجود دارد. راهحل های کرنش صفحهای فقط در مورد قسمت کوچکی از مسائل واقعی اکستروژن بهکار میرود، اما نوع رابطه حاصل از میدان های خط لغزش را میتوان برای اکستروژن میلگرد نیز مورد استفاده قرار داد.
P: فشار لازم برای اکستروژن، Y: تنش تسلیم ماده اکسترود شده، Ab : سطح مقطع ورودی و Aa : سطح مقطع خروجی.
برای محاسبات بار، بسیاری از قطعات اکستروژن شده را میتوان تقریباً مشابه تسمه های تخت یا میله های گرد، دانست. الگو های سیلانی که توسط میدان های خط لغزش تخمین زده شدهاند نیز بسیار شبیه الگو های عملی در هر دو مورد تسمه تخت و میلگرد هستند. نظریه کران بالایی به مقدار قابل ملاحظهای برای انواع گوناگون اکستروژن بهکار میرود. مانند عمل کشیدن، در این مورد نیز یک زاویه بهینه برای هر گروه از پارامتر های مفروض اکستروژن وجود دارد، اما معین نبودن نقش اصطکاک باعث میشود که تخمین این زاویه برای اکستروژن از دقت کمتری برخوردار باشد. اما، امکان دارد که بدون آن که افزایش شدیدی در فشار پدید آید از این مقادیر زاویه بهینه قالب دور شد، و عوامل دیگری از قبیل مواد روانکار در گزینش زاویه قالب نقش عمده را بازی کنند.
1. اکستروژن مستقیم : |
در این روش اعمال فشار از انتهای شمشال صورت گرفته و جریان فلز در جهت اعمال نیرو انجام می شود. در این حالت بین شمشال و محفظه حاوی آن، اصطکاک وجود دارد. |
|
2. اکستروژن معکوس : |
در این حالت، جریان فلز بر خلاف اعمال نیرو می باشد. همچنین هیچ اصطکاکی بین شمشال و محفظه حاوی آن وجود ندارد. |
|
3. اکستروژن مرکب : |
در این روش هم قالب و هم سمبه به طرف یکدیگر فشرده می شوند. |
|
4. اکستروژن ضربه ای : |
در این روش سمبه به صورت ضربه ای روی شمشال فشرده می شود و شمشال به شکل قالب و محفظه اطرافش در می آید. از این حالت برای ساخت قوطی های کنسرو و نوشابه استفاده می شود |
پرسهای اکستروژن هیدرولیکی با فشار 200 مگا تن مورد استفاده قرار میگیرند، اگرچه 20 مگا تن متداولترین ظرفیت محسوب میشود. پرس های جدید اکستروژن را میتوان با استفاده از یک دستگاه کنترلکننده کاملاً خودکار به راه انداخت، بدین ترتیب امکان تولید کامل 60 قطعه اکستروژن شده در ساعت وجود دارد. قطعات بسیار پیچیده، بخصوص از جنس آلیاژ برنج یاآلومینیوم، را میتوان از این طریقه تولید کرد، و چون فرآیند اکستروژن اصولاً نوعی فرآیند فشاری است بنابراین از آن برای کار روی آلیاژ های نسبتاً شکننده میتوان استفاده کرد.