Beim Extrudieren handelt es sich um einen Druckverformungsprozess, bei dem ein Metallblock durch eine Öffnung oder Matrizenöffnung gedrückt wird, um eine Verringerung des Durchmessers und eine Vergrößerung der Länge des Metallblocks zu erreichen.Das resultierende Produkt wird den gewünschten Querschnitt haben.Beim Extrudieren werden achsensymmetrische Teile geformt.Für die Extrusion werden Matrizen mit kreisförmigem oder unrundem Querschnitt verwendet.Im Allgemeinen sind beim Extrudieren höhere Umformkräfte erforderlich.Eine große hydrostatische Belastung beim Extrudieren unterstützt den Prozess, indem sie die Duktilität des Materials erhöht.Metalle wie Aluminium, die sich leicht bearbeiten lassen, können bei Raumtemperatur extrudiert werden.
Arten der Extrusion:
Direktextrusion:Direktes Fließpressen, auch Vorwärtsfließpressen genannt, ist ein Prozess, bei dem sich der Barren in die gleiche Richtung bewegt wie Stößel und Stempel.Der Knüppel gleitet gegen die stationäre Behälterwand. Die Reibung zwischen Behälter und Knüppel ist hoch.Dadurch sind größere Kräfte erforderlich.Um eine Oxidation des Knüppels beim Warmfließpressen zu verhindern, wird ein Blindblock mit einem etwas geringeren Durchmesser als der Knüppeldurchmesser verwendet.Hohlprofile wie Rohre können im Direktverfahren extrudiert werden, indem hohle Rohlinge und ein am Blindblock befestigter Dorn verwendet werden.
Indirekte Extrusion:Beim indirekten Strangpressen (Rückwärtsfließpressen) handelt es sich um einen Prozess, bei dem sich der Stempel entgegengesetzt zu der Bewegung des Barrens bewegt.Dabei gibt es keine Relativbewegung zwischen Behälter und Billet.Daher gibt es weniger Reibung und daher sind weniger Kräfte für die indirekte Extrusion erforderlich.Zum Extrudieren massiver Teile ist ein Hohlstempel erforderlich.Beim Hohlstrangpressen wird das Material durch den Ringraum zwischen dem massiven Stempel und dem Behälter gedrückt.Die Variation des Extrusionsdrucks bei der indirekten Extrusion ist oben dargestellt.Wie man sieht, ist der Extrusionsdruck bei der indirekten Extrusion niedriger als bei der direkten Extrusion.Viele Komponenten werden durch die Kombination von direkter und indirekter Extrusion hergestellt.Die indirekte Extrusion kann nicht zum Extrudieren langer Extrudate verwendet werden.
Hydrostatische Extrusion:Bei der hydrostatischen Extrusion wird der Behälter mit einer Flüssigkeit gefüllt.Der Extrusionsdruck wird durch die Flüssigkeit auf den Barren übertragen.Bei diesem Verfahren wird die Reibung eliminiert, da es keinen Kontakt zwischen Barren und Behälterwand gibt.Mit diesem Verfahren können spröde Materialien extrudiert werden.Hochspröde Materialien können in eine Druckkammer extrudiert werden.Mit dieser Methode sind größere Reduzierungen möglich.Der dabei auftretende Druck kann bis zu 1700 MPa betragen.Der Druck wird durch die Festigkeit der Behälter-, Stempel- und Matrizenmaterialien begrenzt.Es werden pflanzliche Öle wie Rizinusöl verwendet.Normalerweise wird dieser Prozess bei Raumtemperatur durchgeführt.Einige Nachteile des Verfahrens sind: Austreten von unter Druck stehendem Öl und unkontrollierte Extrusionsgeschwindigkeit am Austritt aufgrund der Freisetzung gespeicherter Energie durch das Öl.Dies kann zu Stößen in der Maschine führen.Dieses Problem wird gelöst, indem der Stempel in Kontakt mit dem Knüppel gebracht wird und die Ölmenge durch einen geringeren Abstand zwischen Knüppel und Behälter verringert wird.
Fließpressen:Hohlteile wie Becher und Zahnpastabehälter werden durch Fließpressen hergestellt.Es handelt sich um eine Variante der indirekten Extrusion.Der Stempel wird dazu gebracht, durch Stoßbelastung mit hoher Geschwindigkeit auf das Geschoss zu treffen.Es können Rohre mit geringer Wandstärke hergestellt werden.Normalerweise werden Metalle wie Kupfer, Aluminium und Blei durch Fließpressen hergestellt.
Rohrextrusion:Durch den Einsatz von Hohlblöcken und einem Dorn am Ende des Stößels können Hohlprofile wie Rohre mit engeren Toleranzen extrudiert werden.Der Dorn reicht bis zum Eingang der Matrize.Der Abstand zwischen Dorn und Matrizenwand bestimmt die Wandstärke des Rohrs.Der Dorn wird zusammen mit dem Stößel bewegt, um durch Extrusion konzentrische Rohre herzustellen.
Kalt- und Warmextrusion:
Durch Kaltfließpressen könnten Teile mit guter Oberflächengüte, hoher Festigkeit durch Kaltverfestigung, verbesserter Genauigkeit und hoher Produktionsrate hergestellt werden.Der Prozess erfordert jedoch einen höheren Druck und die Werkzeuge sind höheren Belastungen ausgesetzt.Um ein Festfressen von Werkzeug und Werkstück zu verhindern, ist eine ordnungsgemäße Schmierung erforderlich.Phosphatbeschichtete Knüppel werden mit Seife geschmiert.
Für höhere Extrusionsverhältnisse kann Heißextrusion eingesetzt werden.Durch das Abkühlen der Gesenkwand des Knüppels kann es zu inhomogenen Verformungen kommen.Metall kann oxidieren.Die Oxidschicht kann sowohl die Reibung als auch den Materialfluss erhöhen.Glas wird als Schmiermittel für die Heißextrusion verwendet.Molybdändisulfid oder Graphit sind die Festschmierstoffe, die beim Warmfließpressen verwendet werden.Die Dosenextrusion mit dünnwandigen Dosen aus Kupfer oder Zinn wird üblicherweise zum Extrudieren hochreaktiver Metalle und Metallpulver eingesetzt.
Strangpressen:
Zum Extrudieren werden hydraulische Pressen vertikaler oder horizontaler Bauart verwendet.Vertikalpressen haben eine Kapazität von 3 bis 20 MN.Horizontalpressen nehmen weniger Platz ein, aber die Knüppel werden ungleichmäßig gekühlt.Zum Einsatz kommen Horizontalpressen bis 50 MN Kapazität.Rohrextrusionen erfolgen meist in Vertikalpressen, während für die Stangenextrusion Horizontalpressen zum Einsatz kommen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 03.04.2017