אקסטרוזיה

תהליך לדחיפת חומר דרך תבנית ויצירת אובייקט בעל מימד צד בהתאם לתבנית ומימד אורך אחיד

אקסטרוזיה (בעברית: שיחול) היא סוג של עיצוב בו חומר בסיסי, לרוב מטיל מתכת, באורך וחתך מסוימים, מאולץ, באמצעות דחיסה או ערגול, לעבור דרך גוף בעל שטח חתך קטן יותר. בדרך זו מתקבל שטח חתך חדש.

תיאור התהליךעריכה

 
תהליך סכמטי של ביצוע אקסטרוזיה

האקסטרוזיה היא תוצר של שינויים גאומטריים ודפורמציה של חומר באמצעות תהליך עיצוב/ערגול חם או קר. באקסטרוזיה האורך של הפרופיל המושחל נגזר מגודל ומשקל הפרופיל המקורי. בדרך זו, ניתן לייצר מספר לא מבוטל של חתכי ערב. חתך הערב שנוצר יהיה  אחיד לכל אורכו. תהליך האקסטרוזיה נוטה לייצור מבנה עם כיווניות גרעינית בכיוון הערגול/דחיסה. מוצר שיוצא מהטבעים נחשב לגמור חלקית ודורש עיבוד נוסף לפי הצורך והשימוש הייעודי שלו. השחילים יוצאים מהטבעים מאד ארוכים ויש צורך לחתוך אותם למידה הדרושה. לעיתים נדרש תהליך של טיפול תרמי על מנת לשפר את התכונות המכניות. התהליך מייצר כוחות גזירה ודחיסה בחומר. בגלל אי היווצרות מתיחה יש אפשרות להגיע לרמת עיוותים גבוהה מבלי לקרוע את החומר.

יתרונותעריכה

השימוש באקסטרוזיה במבנים סטרוקטורליים ואחרים ממזער את הצורך לבצע תהליכי עיבוד שבבי נוספים בחומר הגלם למרות שטיב השטח של השחיל אינו כטיב השטח של פריט שעבר עיבוד שבבי. טיב השטח לשחילי פלדות הוא 3 מיקרון ולמתכות הצבעוניות 0.8 מיקרון. כמות שטחי החתך שניתן לייצור בתהליך האקסטרוזיה הוא מאד גדול ומגוון וקשה מאד להתחרות ולייצור חתכים דומים בטכנולוגיות אחרות (כמו שיבוב או יציקה) באותה עלות כלכלית.

מגבלותעריכה

קיימות מגבלות לשחילים בעיקר בתצורה הגאומטרית שלהם. העובי המינימלי להשגה הוא בין 1-3 מילימטרים, כתלות בסוג המתכת. שטח חתך הערב המינימלי הוא כ-250 ממ"ר, רדיוס הפינה הוא בין 0.8-0.4 מילימטרים, כתלות בסוג המתכת. לרדיוס Fillet נדרשים 4.0 מילימטרים.[1]

תהליך אקסטרוזיה בקרעריכה

תהליך זה מתבצע בטמפרטורת החדר או בטמפרטורה קרובה לטמפרטורת החדר. תהליך זה אפקטיבי לרב החומרים בתנאי שהטבעים לביצוע יהיו מספיק חסינים ונושאים את המאמצים שנוצרים כתוצאה מתהליך ביצוע האקסטרוזיה.

דוגמאות לחומרים מיועדים לאקסטרוזיה בקרעריכה

בדילעופרתאלומיניום ונתכיו, נחושתטיטניוםמוליבדניוםונדיוםפלדות שונות ועוד.

דוגמאות לחתכי ערב ותצורות שכיחיםעריכה

צינורות, גביעים מאלומיניום, גופים צילינדרים.

יתרונות השיטה הקרהעריכה

  • לא נוצרת התחמצנות בתהליך
  • תכונות מכניות טובות תודות למאמץ מהעבודה הקרה המסיבית בקר[2]
  • טיב שטח טוב שמשיגים תוך שימוש בחומר סיכה מתאים

תהליך אקסטרוזיה בחםעריכה

תהליך זה מתבצע בטמפרטורה גבוהה, בקרבת טמפרטורת ההתכה של המתכת.[3] הלחצים שנוצרים בתהליך ינועו בין 5000-100,000 PSI. הטמפרטורה והלחצים הגבוהים משפיעים על אורך חיי הטבעים וחלקים אחרים בתהליך ונדרשת לובריקציה טובה בתהליך. בטווח הטמפרטורות הנמוכות יותר הלובריקציה היא באמצעות שמן או גרפיט. בטווח הטמפרטורות הגבוהות יותר כתלות בחומר המטופל משתמשים בסיבי זכוכית כמסכך.

חלקים טיפוסיים שמיוצרים מאקסטרוזיהעריכה

  • חלקים במערכות שונות בתעשיית הרכב.[4]
  • חלקים סטרקטוראליים לתעשיית התעופה.[5]

קישורים חיצונייםעריכה

  מדיה וקבצים בנושא אקסטרוזיה בוויקישיתוף

הערות שולייםעריכה

  1. ^ Fillet הוא רדיוס הפינה שיוצר הכרסום בחוץ או בתוך החומר.
  2. ^ הפסקה נכונה כל עוד הטמפרטורה שנוצרה בתהליך היא מתחת לטמפרטורת הגיבוש מחדש.
  3. ^ באזור בין 50-75% מטמפרטורת ההתכה.
  4. ^ מסגרות של חלונות, חלקים סטרקטורליים אחרים
  5. ^ מסגרות לחלונות, אורכנים מבניים, פריטים להעברת עומסים גבוהים