İmalat Yöntemleri - II Ekstrüzyon Yolu İle İmalat İMALAT YÖNTEMLERİ II Prof.Dr. İrfan AY 1 EKSTRÜZYON YOLU İLE İMALAT EKSTRÜZYON TANIMI (I) : Bu imalat yöntemi genellikle hafif metaller (Al,Cu,Mg, vs gibi için uygulanır.Metal bir takoz bir alıcı kovan içine konur bir ıstampa vasıtasıyla metal takoza baskı yapılır. Metal takoz zorla matris adını verdiğimiz kalıp içerisinden geçirilir. Böylece ekstrüzyon yoluyla imalat gerçekleşmiş olur. • Genel bir benzetme yapacak olursak, diş macununu sıkmaya benzer. • Extrüzyonu sıcaklığa bağlı inceleyecek olursak ,oda sıcaklığında(soğuk) olarak veya daha yüksek sıcaklılar da (sıcak) olarak yapılır. • Extrüzyonla sınırlı çap’taki parçalar şekillendirilebilirler. Al’ için (6 mm – 1m arası), çelik için ( 150 cm’ye kadar) Tipik ürün uzunlukları da 7,5 m den küçük olur. Extrüzyon işlemini : 1)-kalıp açısı (?) , 2)-extrüzyon hızı 3)- metal takoz sıcaklığı (T0 ) 4)- Yağlama ( ?) parametreleri; etkiler. İMALAT YÖNTEMLERİ II Prof.Dr. İrfan AY 2 SICAK EKSTRÜZYON • Metal ve alaşımların çoğu oda sıcaklığında yeteri kadar sünek değildir.Bu yüzden sıcak extrüze edilirler • Kuvvet ihtiyacı az olur. • Kalıp aşınması artar. • Isıtılan metal takozlarda aşındırıcı oksit filmi oluşur. • Ön levhaya hafif çap küçültmesi yaparak oksit problemi çözülür. • Kalıplar çeliktendir.Ömür artırmak için “zirkonyum” kaplanır. • Yağlayıcı olarak “cam” kullanılır. SOĞUK EKSTRÜZYON • Sanki extrüzyon ile dövmenin birlikte yapıldığı bir işlem gibidir. • 40 mm den daha küçük metal takoz’ların extrüde edilmesi yapılır • Şayet sürtünme ısısı rekristalizasyon sıcaklığına kadar ulaşmaz ve o sıcaklıkta kalmazsa “pekleşme” olayı mekanik özellikleri iyileştirir. • Son ürün boyutlarının toleransları iyidir. • Oksit filmi oluşmaz • Isıtma olmadığından daha az enerji harcanır. • Yağlama bu işlemde önemli bir parametredir. Dört tip ekstrüzyon yöntemi vardır: 1)- Direkt extrüzyon 2)- İndirekt extrüzyon 3)- Hidrostatik extrüzyon 4)- Darbeli extrüzyon İMALAT YÖNTEMLERİ II Prof.Dr. İrfan AY 3 1. Direkt Ekstrüzyon Yöntemi: Arkadaki şekilden de görüleceği gibi metal takoz alıcı kovan içine konur ıstampayla bastırılır. Matris içerisinden geçirilir. Ürün çıkar. Bu yöntemde metal takozun son safhalarında kuvvet ihtiyacı çok artar. “Artık malzeme” kalıbın içine giremez kesilip atılması gerekir. Hacmin %18-20 si artık malzemedir. arasında sürtünme Takozla alıcı kovan çoktur. Kuvvet ihtiyacı da fazladır. DİREKT EXTRÜZYONLA ÜRETİLMİŞ PARÇALAR :İMALAT YÖNTEMLERİ II Prof.Dr. İrfan AY 4 2. İNDİREKT EXTRÜZYON : Bu yöntemin direkt ekstrüzyondan farkı metal takozun sabit durması kalıbın metal takoza doğru gelmesidir. Böylece alıcı kovanla metal takoz arasında sürtünme olmaz. Ürün ıstampanın içinde kalmak zorundadır. “Artık malzeme” hacmin %5-6 sı kadardır. Kuvvet ihtiyacı direk ekstrüzyondakinin %75 i kadardır. Sürtünme yoktur. YATAY HİDROLİK EKSTRÜZYON PRESİ (1000 TONLUK-Büyük kütüklerin sıcak extrüzyonu için) 3. HİDROSTATİK EXTRÜZYON (I) : Alıcı ile takoz arasındaki sürtünmenin bir akışkan vasıtasıyla yok edildiği yöntemdir. Direkt ekstrüzyona benzerdir.İMALAT YÖNTEMLERİ II Prof.Dr. İrfan AY 5 • Bu yöntemde metal takozun alıcıya sürtünmesi yoktur. Oda sıcaklığında mum, polymer, bitkisel yağ kullanılırken, yüksek sıcaklıklarda “cam”ın erimiş hali kullanılır. • Gevrek olan malzemeler bu yolla şekillendirilirler. • Bu yöntemde ; düşük sürtünme ( ?v),küçük kalıp açıları (?v) ve yüksek extrüzyon oranları (R ?) elde etmek mümkündür. • Bu proses, tecrube eksikliği, complex takım gerektirmesi, uzun zaman aralıklarında nadiren tekrarlanması nedeniyle endüstride daha az kullanılmaktadır. DARBELİ EXTRÜZYON: Bu yöntem Pb, Al, Mg, Cu gibi hafif metallerin soğuk olarak ekstrüze edilmesidir. Macun ve ilaç tüpleri bu yolla üretilirler. Bu yöntem indirekt extrüzyon ile soğuk extrüzyonun birleşik şekli gibidir. Extrüde edilen parçaların kalınlığı zımba ile kalıp arasındaki boşluğa bağlıdır. 5. BORU EXTRÜZYON : Bu yöntemde dikişsiz burular ekstrüzyonla üretilirler. Silindirik takozlar dolu veya deliklidir. Direkt ekstrüzyonda hem dolu hem delikli takoz kullanılırken indirekt ekstrüzyonda yanlızca delikli takozdan boru üretilir. Istampaya bağlı bir mandrel kullanılır.İMALAT YÖNTEMLERİ II Prof.Dr. İrfan AY 6 MATRİSLER (KALIPLAR) Sıcak ekstrüzyon kalıpları genellikle sıcak iş takım çeliğinden yapılır. İki tipi çok kullanılır. Birincisi demir dışı malzemeler için, ikincisi demir esaslılar için aşağıda görülmektedir. Düz yüzeyli matrislerin yuvarlatma yarıçapları olmasına karşılık, konik girişli matrislerde V giriş esastır. Düz yüzeyli matrislerin yatak uzunluğu daha fazla konik esaslılarınki daha kısadır. MATRİSLERDE TASARIM (KALIPLAR) Extrüde edilecek parçalar için zayıf-iyi tasarımlar gösterilmiştir.Keskin köşelerden kaçınmak gerekir.Kesit kalınlıklarını üniform yapmak uygun olur.