Ekstrusiadalah salah satu jenis proses pembentukan batch. Dalam proses ini, logam benda kerja dipaksa atau dikompresi melalui lubang cetakan untuk mencapai bentuk penampang tertentu.
Singkatnya, ekstrusi adalah proses pemrosesan logam yang mencakup pemaksaan logam melalui lubang cetakan di bawah tekanan yang meningkat untuk menekan penampangnya.
Berkat perkembangan teknologi ekstrusi, dunia mulai mengandalkan ekstrusi untuk memproduksi batangan, pipa, dan profil berongga atau padat dalam bentuk apa pun.
Karena operasi ini melibatkan mendorong atau menarik blanko melalui cetakan, gaya yang diperlukan untuk mengeluarkan blanko tersebut cukup besar. Ekstrusi panas merupakan metode yang paling umum digunakan karena ketahanan deformasi logam lebih rendah pada suhu tinggi, sedangkan ekstrusi dingin biasanya hanya dilakukan pada logam lunak.
Sejarah:
Padahal konsep ekstrusi lahir dari proses pencetakan. Menurut catatan, pada tahun 1797, seorang insinyur bernama Joseph Bramah mengajukan paten untuk proses ekstrusi. Pengujian tersebut meliputi pemanasan awal logam dan kemudian memaksanya melewati rongga cetakan untuk membuat pipa dari blanko. Dia menggunakan pendorong manual untuk mendorong logam.
Bramah menemukan proses hidrolik setelah menemukan ekstruder. Kemudian, Thomas Burr memadukan berbagai teknologi dengan menggunakan teknologi press hidrolik dan teknologi dasar ekstrusi untuk menghasilkan pipa (berongga). Ia pun memperoleh paten pada tahun 1820.
Teknologi ini kemudian menjadi kebutuhan dasar dunia yang terus berkembang, dan proses ini tidak cocok untuk logam keras. Pada tahun 1894, Thomas Burr memperkenalkan ekstrusi paduan tembaga dan kuningan, yang membawa perkembangan teknologi ekstrusi.
Sejak penemuan teknologi ekstrusi, proses ini telah berkembang menjadi berbagai teknologi yang mampu menghasilkan produk dengan berbagai struktur kompleks dengan biaya serendah mungkin.
Klasifikasi atau jenis proses ekstrusi:
1.Proses ekstrusi panas:
Dalam proses ekstrusi panas ini, blanko diproses pada suhu yang lebih tinggi dari suhu rekristalisasinya. Pemrosesan panas ini dapat mencegah benda kerja mengeras dan memudahkan alat press punch untuk mendorongnya melewati cetakan.
Ekstrusi panas biasanya dilakukan pada mesin press hidrolik horizontal. Tekanan yang terlibat dalam proses ini dapat berkisar dari 30 MPa hingga 700 MPa. Untuk tekanan tinggi yang utuh, pelumasan digunakan. Minyak atau grafit digunakan sebagai pelumas untuk profil suhu rendah, dan bubuk kaca digunakan untuk profil suhu tinggi. Berikan panas antara 0,5 Tm dan 0,75 Tm pada blanko untuk mendapatkan pengoperasian berkualitas tinggi.
Temperatur ekstrusi panas untuk beberapa material yang umum digunakan adalah sebagai berikut:
Suhu bahan (°C):
aluminium 350 hingga 500, tembaga 600 hingga 1100, magnesium 350 hingga 450, nikel 1000 hingga 1200, baja 1200 hingga 1300, titanium 700 hingga 1200, PVC180 nilon290.
Keuntungan:
● Deformasi dapat dikontrol sesuai kebutuhan.
● Billet tidak akan diperkuat karena pengerasan kerja.
● Membutuhkan lebih sedikit tekanan.
● Material dengan retakan dini juga dapat diproses.
Kekurangan:
● Permukaan akhir yang buruk.
● Akurasi dimensi akan terpengaruh.
● Mengurangi masa pakai kontainer.
● Kemungkinan oksidasi permukaan.
2.Ekstrusi dingin:
Ini adalah proses pembentukan logam dengan cara memukul logam dengan peluru. Pengetukan ini dilakukan dengan cara pukulan atau pukulan pada rongga yang tertutup. Plunger memaksa logam melewati rongga cetakan, mengubah benda padat menjadi bentuk padat.
Dalam proses ini, benda kerja mengalami deformasi pada suhu kamar atau sedikit di atas suhu kamar.
Karena diperlukan terlalu banyak tenaga, mesin press hidrolik yang kuat digunakan dalam teknologi ini. Kisaran tekanannya bisa mencapai 3000 MPa.
Keuntungan:
● Tidak ada oksidasi.
● Meningkatkan kekuatan produk.
● Toleransi yang lebih ketat.
● Meningkatkan penyelesaian permukaan.
● Kekerasannya meningkat.
Kekurangan:
● Membutuhkan kekuatan yang lebih besar.
● Dibutuhkan lebih banyak daya untuk menjalankannya.
● Bahan yang tidak ulet tidak dapat diproses.
● Pengerasan regangan pada bahan yang diekstrusi merupakan suatu keterbatasan.
3.Proses ekstrusi hangat:
Ekstrusi hangat adalah proses ekstrusi blanko di atas suhu kamar dan di bawah suhu rekristalisasi material. Proses ini digunakan jika perubahan mikrostruktur pada material harus dicegah selama ekstrusi.
Proses ini penting untuk mencapai keseimbangan yang tepat antara gaya dan keuletan yang dibutuhkan. Suhu logam apa pun yang digunakan dalam operasi ini dapat berkisar antara 424 derajat Celcius hingga 975 derajat Celcius.
Keuntungan:
● Peningkatan kekuatan.
● Peningkatan kekerasan produk.
● Kurangnya oksidasi.
● Toleransi yang sangat kecil dapat dicapai.
Kekurangan:
● Bahan yang tidak ulet tidak dapat diekstrusi.
● Selain itu, terdapat alat pemanas.
4.Ekstrusi gesekan:
Dalam teknologi ekstrusi gesekan, blanko dan wadah dipaksa berputar berlawanan arah. Pada saat yang sama, blanko didorong melalui rongga cetakan selama operasi untuk menghasilkan material yang dibutuhkan.
Proses ini dipengaruhi oleh kecepatan putaran relatif antara pengisian dan cetakan. Pergerakan rotasi relatif dari pengisian dan cetakan mempunyai pengaruh penting pada proses.
Pertama, akan menimbulkan tegangan geser yang besar sehingga mengakibatkan deformasi plastis pada blanko. Kedua, sejumlah besar panas akan dihasilkan selama pergerakan relatif antara blanko dan die. Oleh karena itu, tidak perlu pemanasan awal dan prosesnya lebih efisien.
Ini pada dasarnya dapat menghasilkan kabel, batang, pipa, dan geometri logam non-lingkaran terkonsolidasi lainnya dari berbagai muatan prekursor seperti bubuk logam, serpihan, limbah olahan (keripik atau serutan) atau blanko padat.
Keuntungan:
● Tidak diperlukan pemanasan.
● Pembentukan tegangan geser dapat meningkatkan kekuatan lelah produk.
● Segala jenis bahan dapat digunakan sebagai blanko, sehingga proses ini menjadi ekonomis.
● Masukan energi rendah.
● Ketahanan korosi yang lebih baik.
Kekurangan:
● Oksidasi yang diharapkan.
● Pengaturan awal yang tinggi.
● Mesin yang rumit.
5.Proses ekstrusi mikro:
Sesuai dengan namanya, proses ini melibatkan produksi produk dalam kisaran sub-milimeter.
Mirip dengan ekstrusi makro, di sini blanko dipaksa melewati lubang cetakan untuk menghasilkan bentuk yang diharapkan pada blanko. Outputnya bisa melewati persegi 1mm.
Ekstrusi mikro maju atau langsung dan mundur atau tidak langsung adalah dua teknik paling dasar yang digunakan di era ini untuk produksi komponen mikro. Dalam ekstrusi mikro ke depan, pendorong mendorong benda kerja untuk bergerak maju. Arah pergerakan blankonya sama. Dalam ekstrusi mikro terbalik, arah pergerakan pendorong dan blanko berlawanan. Ekstrusi mikro banyak digunakan dalam produksi komponen perangkat medis yang dapat diserap dan ditanamkan, mulai dari stent yang dapat diserap secara hayati hingga sistem pelepasan yang dikontrol obat. Di bidang mekanik, aplikasi dalam pembuatan roda gigi mikro, pipa mikro dan aspek lainnya dapat diamati secara luas.
Keuntungan:
● Penampang melintang yang sangat rumit dapat dibuat.
● Elemen kecil dapat dibuat.
● Peningkatan toleransi geometrik.
Kekurangan:
● Memproduksi cetakan kecil dan wadah untuk memenuhi kebutuhan kita merupakan sebuah tantangan.
● Dibutuhkan pekerja terampil.
6.Ekstrusi langsung atau maju:
Pada proses ekstrusi langsung, blanko logam terlebih dahulu ditempatkan dalam wadah. Wadah tersebut memiliki lubang cetakan pembentuk. Plunger digunakan untuk mendorong logam kosong melalui lubang cetakan untuk membuat produk.
Pada jenis ini, arah aliran logam sama dengan arah pergerakan pendorong.
Ketika blanko dipaksa bergerak menuju bukaan cetakan, sejumlah besar gesekan akan dihasilkan antara permukaan blanko dan dinding wadah. Karena adanya gesekan, gaya pendorong perlu ditingkatkan secara signifikan, sehingga memakan lebih banyak tenaga.
Dalam proses ini, sangat sulit untuk mengekstrusi logam rapuh seperti paduan tungsten dan titanium karena akan pecah selama proses ini. Ketegangan selama proses mendorong pembentukan retakan mikro dengan cepat, yang menyebabkan patah.
Logam rapuh seperti paduan tungsten dan titanium sulit diekstrusi karena akan pecah selama pemrosesan. Ketegangan menyebabkan retakan mikro terbentuk dengan cepat, yang menyebabkan patah.
Selain itu, adanya lapisan oksida pada permukaan blanko akan memperparah gesekan. Lapisan oksida ini dapat menyebabkan cacat pada produk yang diekstrusi.
Untuk mengatasi masalah ini, blok tiruan ditempatkan di antara gerbang dan blanko kerja untuk membantu mengurangi gesekan.
Contohnya adalah pipa, kaleng, cup, pinion, poros dan produk ekstrusi lainnya.
Beberapa bagian blanko selalu tertinggal di akhir setiap ekstrusi. Itu disebut pantat. Potong segera dari produk di pintu keluar cetakan.
Keuntungan:
● Proses ini dapat mengekstrusi benda kerja yang lebih panjang.
● Peningkatan sifat mekanik material.
● Permukaan akhir yang bagus.
● Ekstrusi panas dan dingin dapat dilakukan.
● Mampu beroperasi terus menerus.
Kekurangan:
● Logam rapuh tidak dapat diekstrusi.
● Kekuatan besar dan kebutuhan daya tinggi.
● Kemungkinan oksidasi.
7.Ekstrusi tidak langsung atau terbalik:
Dalam proses ekstrusi terbalik ini, cetakan tetap diam sementara blanko dan wadah bergerak bersamaan. Dadu dipasang pada pendorong, bukan pada wadah.
Logam mengalir melalui lubang cetakan di sisi pendorong dengan arah yang berlawanan dengan pergerakan pendorong saat benda kerja dikompresi.
Ketika blanko dikompresi, material akan melewati antara mandrel dan melalui bukaan cetakan.
Karena tidak ada pergerakan relatif antara blanko dan wadah, maka tidak ada gesekan yang dicatat. Dibandingkan dengan ekstrusi langsung, hal ini meningkatkan proses dan menghasilkan lebih sedikit gaya pendorong yang digunakan dibandingkan ekstrusi langsung.
Untuk menjaga agar cetakan tetap diam, digunakan "batang" yang lebih panjang dari panjang wadah. Kekuatan kolom batang menentukan panjang ekstrusi akhir dan maksimum. Karena benda kerja bergerak bersama wadah, semua gesekan dapat dengan mudah dihilangkan.
Keuntungan:
● Memerlukan kekuatan ekstrusi yang lebih sedikit.
● Dapat mengekstrusi penampang yang lebih kecil.
● Pengurangan gesekan sebesar 30%.
● Meningkatkan kecepatan pengoperasian.
● Sangat sedikit keausan yang tercatat.
● Karena aliran logam yang lebih konsisten, kecil kemungkinan terjadinya cacat ekstrusi atau zona cincin berbutir kasar.
Kekurangan:
● Penampang material yang diekstrusi dibatasi oleh ukuran batang yang digunakan.
● Kemungkinan tegangan sisa setelah ekstrusi.
● Kotoran dan cacat dapat mempengaruhi permukaan akhir dan mempengaruhi produk.
8.Ekstrusi hidrostatik:
Dalam proses ekstrusi hidrostatik, blanko dikelilingi oleh fluida di dalam wadah, dan fluida didorong ke arah blanko dengan gerakan maju dari pendorong. Karena fluida tanpa gesekan di dalam wadah, gesekan pada lubang cetakan sangat kecil.
Saat mengisi lubang wadah, blanko tidak akan terganggu karena terkena tekanan hidrostatis yang seragam. Ini berhasil menghasilkan blanko dengan rasio panjang dan diameter yang besar. Bahkan kumparan dapat diekstrusi dengan sempurna atau memiliki penampang yang tidak rata.
Perbedaan utama antara ekstrusi hidrostatik dan ekstrusi langsung adalah tidak ada kontak langsung antara wadah dan blanko selama proses ekstrusi hidrostatik.
Cairan dan proses khusus diperlukan saat bekerja pada suhu tinggi.
Ketika material terkena tekanan hidrostatik dan tidak ada gesekan, maka keuletannya meningkat. Oleh karena itu, metode ini mungkin cocok untuk logam yang terlalu rapuh untuk metode ekstrusi biasa.
Metode ini digunakan untuk logam ulet dan memungkinkan rasio kompresi yang tinggi.
Keuntungan:
● Produk yang diekstrusi memiliki efek pemolesan permukaan yang sangat baik dan dimensi yang akurat. ● Tidak ada masalah gesekan.
● Meminimalkan kebutuhan kekuatan.
● Tidak ada sisa blanko dalam proses ini.
● Aliran material seragam.
Kekurangan:
● Saat mengoperasikan pada suhu tinggi, cairan dan prosedur khusus harus digunakan.
● Sebelum pengerjaan, setiap blanko harus disiapkan dan diruncingkan pada salah satu ujungnya.
● Sulit mengendalikan cairan.
9.Ekstrusi dampak:
Ekstrusi dampak adalah metode utama lainnya untuk memproduksi profil ekstrusi logam. Dibandingkan dengan proses ekstrusi tradisional yang memerlukan suhu tinggi untuk melunakkan bahan, ekstrusi tumbukan biasanya menggunakan blanko logam dingin. Blanko ini diekstrusi di bawah tekanan tinggi dan efisiensi tinggi.
Selama operasi ekstrusi tumbukan tradisional, balok yang dilumasi dengan baik ditempatkan di rongga cetakan dan dipukul dengan pukulan dalam satu pukulan. Hal ini menyebabkan logam mengalir kembali di sekitar pukulan melalui celah antara cetakan dan pukulan.
Proses ini lebih cocok untuk bahan yang lebih lunak seperti timah, aluminium atau timah.
Proses ini selalu dilakukan dalam keadaan dingin. Proses tumbukan ke belakang memungkinkan dinding yang sangat tipis. Misalnya membuat tabung pasta gigi atau wadah baterai.
Hal ini dilakukan dengan kecepatan yang lebih cepat dan dengan pukulan yang lebih pendek. Alih-alih memberikan tekanan, tekanan tumbukan digunakan untuk mengeluarkan blanko melalui cetakan. Di sisi lain, dampak dapat dilakukan dengan ekstrusi maju atau mundur atau campuran keduanya.
Keuntungan:
● Ukuran berkurang secara signifikan.
● Proses cepat. Waktu pemrosesan berkurang hingga 90%.
● Meningkatkan produktivitas.
● Meningkatkan integritas toleransi.
● Menghemat hingga 90% bahan mentah.
Kekurangan:
● Membutuhkan gaya tekan yang sangat tinggi.
● Ukuran blanko merupakan batasan.
Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan ekstrusi:
● Suhu kerja.
● Desain peralatan, horizontal atau vertikal.
● Jenis ekstrusi.
● Rasio ekstrusi.
● Jumlah deformasi.
● Parameter gesekan.
Aplikasi atau penggunaan proses ekstrusi:
● Banyak digunakan dalam produksi pipa dan pipa berongga. Dan juga digunakan dalam produksi barang-barang plastik.
● Proses ekstrusi digunakan untuk memproduksi kusen, pintu dan jendela, dll. di industri otomotif.
● Logam aluminium digunakan untuk pekerjaan struktural di banyak industri.
Pesan Anda harus antara 20-3.000 karakter!