جهت بررسی مکانیک تغییر شکل پلاستیک در شکل‌دهی ف، تئوری پلاستیسیته بکار برده می شود. بررسی ها، امکان پیش بینی و تجزیه و تحلیل موارد زیر را فراهم می آورد:
مکانیک تغییر شکل پلاستیک، امکان تعیین چگونگی سیلان ف در فرآیندهای شکل‌دهی گوناگون، به دست آوردن شکل یا هندسه مطلوب از طریق تغییر شکل پلاستیک و تعیین خواص فیزیکی و مکانیکی مورد نظر محصول تولید شده را فراهم می نماید. معادلات مکانیکی گوناگونی را می توان به روشهای مختلف برای فرآیندهای شکل‌دهی همچون اکستروژن بدست آورد .
در فشار یا کشش ساده همگن (غیر هم محور)، هنگامی که مقدار تنش به تنش سیلان می رسد، ف به طور پلاستیک سیلان می یابد. سیلان آلومینیوم در طی اکستروژن عبارتست از سیلان برشی بین فی، اختلاف قابل توجه در سیلان برشی آلومینیوم نسبت به فات دیگر هنگام اکستروژن این است که ابتدا مرکز بیلت آلومینیوم و سپس نواحی محیطی آن اکسترود می شود. این پدیده بالعث تغییر شکل برشی شدیدتری می گردد. به محض اینکه نیروی مورد نیاز برای فشار دادن بیلت به درون محفظه بیشتر از استحکام برشی ماده بیلت می شود، اصطکاک چسبندگی به سطح محفظه، غالب شده و تغییر شکل با برش در خود بیلت ادامه می یابد. سیلان ف در طی اکستروژن به پارامترهای زیر وابسته است:
تاکنون تحقیقات نسبتاً وسیعی در خصوص مشخصات سیلان فاتی همچون سرب، قلع و آلومینیوم با استفاده از تکنیک شکاف بیلت انجام شده است.
در اکستروژن مواد همگن، بدون در نظر گرفتن اصطکاک در فصل مشترک های قالب و محفظه با ف، الگوی سیلان (الف) پدیدار می شود. خواص اکستروژن باید در هر دو جهت طولی و عرضی یکنواخت باشد. این الگوی سیلان معمولاً در شرایط روغنکاری کامل محفظه و قالب حاصل می شود.
الگوی سیلان (ب) در اکستروژن مواد همگن و با فرض وجود اصطکاک در فصل مشترک قالب با ف و عدم وجود آن در فصل مشترک بیلت با محفظه حاصل می گردد. در این الگوی سیلان که در اکستروژن مع رخ می دهد، ف در مرکز بیلت سریعتر از محیط آن حرکت می کند. در گوشه انتهایی قسمت جلوی بیلت، ناحیه جداگانه ای از ف، بین سطح قالب و دیواره محفظه تشکیل می شود که به عنوان ناحیه مرده معروف است. ماده نزدیک به سطح، تغییر شکل برشی را در مقایسه با تغییر شکل خالص در مرکز، تحمل نموده و بصورت اریب به درون دهانه قالب سیلان می یابد تا پوسته خارجی محصول را تشکیل دهد.
الگوی سیلان (ج) در مواد همگن، هنگامی که اصطکاک در فصول مشترک قالب و محفظه با ف وجود دارد، ایجاد می شود. این الگوی سیلان برای فرآیندهای اکستروژن مستقیم مطلوب است. ناحیه مرده بزرگتری در این الگو تشکیل می شود.
در این حالت، تغییر شکل برشی بیشتری در مقایسه با الگوی سیلان (ب) وجود دارد. محصول اکستروژن نیز دارای خواص غیریکنواختی در مقایسه با الگوی سیلان (ب) است.
الگوی سیلان (د) با بیلتهای دارای خواص ماده ناهمگن یا با توزیع غیریکنواختی از دما در بیلت ایجاد می شود. در این حالت، مواد تغییر شکل برشی شدیدتری را در دیواره محفظه تحمل نموده و ناحیه مرده گسترده تری نیز تشکیل می شود.
نحوه سیلان ف تاثیر زیادی بر خواص مقاطع آلومینیوم اکسترود شده دارد. سیلان ف نیز متاثر از پارامترهای زیر است:
نوع، شیوه جانمایی و طرح قالب ممکن است میزان کار مکانیکی ماده بیلت را در طی اکستروژن تغییر دهد. قالب ها در مقاطع توخالی نسبت به قالبها در مقاطع توپر ساده، کار مکانیکی بیشتری بر روی ماده انجام می دهند.
معمولاً ماده در طول سطح ناحیه مرده، که در گوشه های قالب ایجاد شده، برش می خورد. از طرفی ماده ممکن است بر روی این ناحیه به اکسترود ادامه دهد. به عبارتی این ناحیه شبیه یک قالب مخروطی عمل می کند. اگر مقدار کافی از ته بیلت نگه داشته نشود،ممکن است عیوب سطحی و زیرسطحی در محصول اکسترودی ایجاد شود. ناحیه 1 همان ناحیه سیلان مخروطی و ناحیه 2 نیز ناحیه مرده است. نواحی تیره تر، اکسدها و آخال های دیگر را به درون مقطع اکسترودی منتقل نموده و منجر به ایجاد عیوب اکستروژن می شوند.
بطوریکه عبارتست از نسبت اکستروژن و توسط نسبت سطح جداره داخلی محفظه و سطح مقطع کل محصول اکستروژن تعریف می شود. تنش سیلان، فاکتور اصطکاک فصل مشترک بین بیلت و محفظه و فاکتور اصطکاک فصل مشترک بین ف در حال سیلان و سطح تماس قالب است.
تحت همان شرایط، اصطکاک حاکم بر فصل مشترک بیلت- محفظه یکسان و برای
همان آلیاژ از بیلت، نیم زاویه ناحیه مرده (
) با نسبت اکستروژن تغییر می کند.
با افزایش نسبت اکستروژن، افزایش می یابد و با افزایش طول خطوط برش کاهش می یابد.
نسبت اکستروژن در قالب با دهانه بزرگتر، نسبت اکستروژن در قالب با دهانه کوچکتر و نیم زاویه ناحیه مرده مربوط به است.
از نظر صنعتی ضخامت ته بیلت باقیمانده در اکستروژن مستقیم 10 تا 15% طول بیلت است. ضخامت باقیمانده از ته بیلت ممکن است تابعی از ناحیه مرده باشد، که این نیز تابعی از نسبت اکستروژن، نوع قالب، دمای بیلت، شرایط اصطکاک بیلت- محفظه و تنش سیلان ماده بیلت است. رابطه بین ضخامت ته بیلت و سطح مخروطی ناحیه مرده را نشان می دهد. توقف اکستروژن در ناحیه امن، از وروداکسیدها و دیگر آخال های فی یا غیرفی، از طریق ناحیه سیلان ف، به درون محصول اکسترودی جلوگیری می نماید. با انجام ماکرواچ بر روی مقطع طولی ته بیلت و انجام بررسی های بیشتر برر روی آن می توان درک بهتری از موارد زیر بدست آورد:
این مسئله برای آلیاژهای سخت تر بویژه در صنایع هواپیمایی دارای اهمیت بیشتری است.
پارامتر تعیین کننده پیشرفت اکستروژن یا ایجاد چسبندگی، میزان فشار حداکثری است که باید در محدوده ظرفیت پرس اکستروژن باشد. عوامل تاثیرگذار بر اکستروژن موفق عبارتند از :
در اکستروژن مستقیم، فشار در نقطه خروج قالب به حداکثر می رسد. نمونه ای از منحنی فشار در شکل 1-2 نشان داده می شود. اختلاف بین حداقل و حداکثر فشار می تواند مربوط به نیروی مورد نیاز جهت حرکت دادن بیلت در محفظه در مقابل نیروی اصطکاک باشد. فشار واقعی اعمال شدهه به کوبه (رام) همان فشار کل است. فشار کل مورد نیاز برای یک نسبت اکستروژن خاص عبارتست از:
در جائیکه فشار مورد نیاز جهت تغییر شکل پلاستیک ماده است و به صورت زیر بیان می شود و تنش سیلان به شکل زیر تعریف می شود:
کرنش و سرعت کرنش نیز توسط روابط زیر بیان می گردد
T عبارتست از دمای ماده و فشار مورد نیاز برای غلبه بر اصطکاک سطح دیواره محفظه اصطکاک بین ف- ناحیه مرده و اصطکاک سطح تماس قالب است که توسط رابطه زیر داده می شود
بطوریکه فشار شعاعی، m عامل اصطکاک بین بیلت و جداره محفظه،عامل اصطکاک در فصل مشترک غ در حال سیلان با ناحیه مرده ،عامل اصطکاک بین ماده اکسترود شده و سطح تماس قالب، D قطر بیلت، L طول بیلت و طول سطح تماس قالب در یک قالب توپر است.
فشار لازم برای غلبه بر تغییر شکل اضافی یا داخلی است که بصورت زیر بین می شود:
چنانچه نیم زاویه بین ف و ناحیه مرده بوده و تابعی از نسبت اکستروژن است. دیتر ]2[ توضیح خوبی در خصوص کار اضافی ارائه داده است. المانهی مرکز بیلت تغییر وطل نسبی خالصی را در اکسترود میلگرد تحمل می نمایند. که با تغییر سطح مقطع از بیلت به محصول اکسترودی متنایب است. المانهای نزدیک به جداره محفظه به دلیل اصطکاک بین فصل مشترک بیلت با محفظه دچار تغییر شکل بشی زیادی می شوند.
المانها در فصل مشترک ف با ناحیه مرده نیز تغییر شکل برشی زیادی را تحمل می نمایند. تغییر شکل برشی که در قسمت عمدهسطح مقطع میلگرد اکسترود شده رخ می دهد نیازمند صرف انرژی است. این مصرف انرژی که مربوط به تغییر ابعاد بیلت به محصول اکسترودی نمی شود، کار اضافی نامیده می شود.کار اضافی با در نظر گرفتن تغییر شکل پلاستیک یکنواخت عمدتا مربوط به اختلاف زیاد بین فشار واقعی اکستروژن و فشار محاسبه شده است.
در یک بیلت اکسترود شده با اندازه معین، تحت شرایط خاص، حد بالاتری برای نسبت اکستروژن وجود دارد که با رسی با ظرفیت مشخص قابل حصول است. دمای اکستروژن مهمترین نقش را در ایجاد یک محصول اکسترودی مناسب ایفا می نماید. البته سرعت اکستروژن نیز عامل مهمی در این زمینه است. افزایش طول بیلت نیز باعث بالا رفتن فشار مورد نیاز برای اکستروژن می شود. این افزایش فشار مربوط به مقاومت اصطکاکی بین بیلت و دیواره محفظه است که در بیلتهای طویل بیشتر است. معمولاً حداکثر طول مجاز بیلت، چهار برابر قطر آن است.
در اکستروژن فات روابط معینیبین فشار، دما، نسبت و سرعت اکستروژن وجود دارد که به شرح زیر می باشد:
افزایش دمای بیلت، فشار مورد نیاز برای اکستروژن را کاهش می دهد.
نسبت اکستروژن بالاتر، فشار اکستروژن بالاتری نیاز دارد.
طول بیلت بیشتر، فشار اکستروژن بالاتری نیاز دارد.
اگر دمای بیلت در محدوده اکستروژن ثابت بماند، هنگامی که سرعت اکستروژن در محدوده های معمول افزایش می یابد، فشار اکستروژن نسبتاً بدون تاثیر می ماند
نیروی مورد نیاز جهت اکستروژن به تنش سیلان ماده بیلت، نسبت اکستروژن، شرایط اصطکاک در فصل مشترک بییلت و محفظه، شرایط اصطکاک در فصل مشترک ماده و قالب و دیگر متغیرهای فرآیند همچون دمای اولیه بیلت و سرعت اکستروژن وابسته است. نیروی اکستروژن مورد نیاز توسط رابطه زیر تعیین می شود:
چنانچه ، فشار اکستروژن و مساحت جداره داخلی محفظه است، دانستن نیرو در تعیین ظرفیت پرس اکستروژن ضروری است. نیروی خارجی تعیین شده توسط پرس اکستروژن، تعیین کننده ظرفیت پرس است. جهت انجام یک اکستروژن موفق، باید موازنه نیرو بصورت زیر صورت پذیرد
چنانچه عبارتست از نیروی بکار گرفته شده توسط پرس ونیروی مورد نیاز جهت اکستروژن است. نیرو (قدرت فشاری) بکار گرفته شده توسط پرس با رابطه زیر تعیین می شود
بطوریکه مساحت سیلندر اصلی و مساحت هر یک از سیلندرهای جانبی و P فشار هیدرولیکی بکار گرفته شده در سیلندرهاست فشار مخصوص توسط رابطه زیر داده می شود
زمانی که بار مورد نیاز اط ظرفیت پرس می نماید یا دمای اکستروژن از دمای انجماد ماکل آلیاژ بیشتر می شود، عمل اکستروژنمی تواند غیرممکن شده یا محصولات رایت بخشی تولید ننماید. به منظور استفاده صحیح و اقتصادی از تجهیزات گرانقیمت اکستروژن دانستن دمای اولیه بیلت، سرعت کرنش، تنش سیلان ماده کار شده و نسبت اکستروژن ضروری است.
نیروی مورد نیاز جهت اکستروژن در تولید پروفیل آلومینیوم به تنش سیلان ماده بیلت، نسبت اکستروژن، شرایط اصطکاک در فصل مشترک بییلت و محفظه، شرایط اصطکاک در فصل مشترک ماده و قالب و دیگر متغیرهای فرآیند همچون دمای اولیه بیلت و سرعت اکستروژن وابسته است. نیروی اکستروژن مورد نیاز توسط رابطه زیر تعیین می شود:
چنانچه ، فشار اکستروژن و مساحت جداره داخلی محفظه است، دانستن نیرو در تعیین ظرفیت پرس اکستروژن ضروری است. نیروی خارجی تعیین شده توسط پرس اکستروژن، تعیین کننده ظرفیت پرس است. جهت انجام یک اکستروژن موفق، باید موازنه نیرو بصورت زیر صورت پذیرد
چنانچه عبارتست از نیروی بکار گرفته شده توسط پرس ونیروی مورد نیاز جهت اکستروژن است. نیرو (قدرت فشاری) بکار گرفته شده توسط پرس با رابطه زیر تعیین می شود
بطوریکه مساحت سیلندر اصلی و مساحت هر یک از سیلندرهای جانبی و P فشار هیدرولیکی بکار گرفته شده در سیلندرهاست فشار مخصوص توسط رابطه زیر داده می شود
زمانی که بار مورد نیاز اط ظرفیت پرس می نماید یا دمای اکستروژن از دمای انجماد ماکل آلیاژ بیشتر می شود، عمل اکستروژنمی تواند غیرممکن شده یا محصولات رایت بخشی تولید ننماید. به منظور استفاده صحیح و اقتصادی از تجهیزات گرانقیمت اکستروژن دانستن دمای اولیه بیلت، سرعت کرنش، تنش سیلان ماده کار شده و نسبت اکستروژن ضروری است.
پارامتر تعیین کننده پیشرفت اکستروژن یا ایجاد چسبندگی در تولید پروفیل آلومینیوم، میزان فشار حداکثری است که باید در محدوده ظرفیت پرس اکستروژن باشد. عوامل تاثیرگذار بر اکستروژن موفق عبارتند از :
در اکستروژن مستقیم، فشار در نقطه خروج قالب به حداکثر می رسد. نمونه ای از منحنی فشار در شکل 1-2 نشان داده می شود. اختلاف بین حداقل و حداکثر فشار می تواند مربوط به نیروی مورد نیاز جهت حرکت دادن بیلت در محفظه در مقابل نیروی اصطکاک باشد. فشار واقعی اعمال شدهه به کوبه (رام) همان فشار کل است. فشار کل مورد نیاز برای یک نسبت اکستروژن خاص عبارتست از:
در جائیکه فشار مورد نیاز جهت تغییر شکل پلاستیک ماده است و به صورت زیر بیان می شود و تنش سیلان به شکل زیر تعریف می شود:
کرنش و سرعت کرنش نیز توسط روابط زیر بیان می گردد
T عبارتست از دمای ماده و فشار مورد نیاز برای غلبه بر اصطکاک سطح دیواره محفظه اصطکاک بین ف- ناحیه مرده و اصطکاک سطح تماس قالب است که توسط رابطه زیر داده می شود
بطوریکه فشار شعاعی، m عامل اصطکاک بین بیلت و جداره محفظه،عامل اصطکاک در فصل مشترک غ در حال سیلان با ناحیه مرده ،عامل اصطکاک بین ماده اکسترود شده و سطح تماس قالب، D قطر بیلت، L طول بیلت و طول سطح تماس قالب در یک قالب توپر است.
فشار لازم برای غلبه بر تغییر شکل اضافی یا داخلی است که بصورت زیر بین می شود:
چنانچه نیم زاویه بین ف و ناحیه مرده بوده و تابعی از نسبت اکستروژن است. دیتر ]2[ توضیح خوبی در خصوص کار اضافی ارائه داده است. المانهی مرکز بیلت تغییر وطل نسبی خالصی را در اکسترود میلگرد تحمل می نمایند. که با تغییر سطح مقطع از بیلت به محصول اکسترودی متنایب است. المانهای نزدیک به جداره محفظه به دلیل اصطکاک بین فصل مشترک بیلت با محفظه دچار تغییر شکل بشی زیادی می شوند.
المانها در فصل مشترک ف با ناحیه مرده نیز تغییر شکل برشی زیادی را تحمل می نمایند. تغییر شکل برشی که در قسمت عمدهسطح مقطع میلگرد اکسترود شده رخ می دهد نیازمند صرف انرژی است. این مصرف انرژی که مربوط به تغییر ابعاد بیلت به محصول اکسترودی نمی شود، کار اضافی نامیده می شود.کار اضافی با در نظر گرفتن تغییر شکل پلاستیک یکنواخت عمدتا مربوط به اختلاف زیاد بین فشار واقعی اکستروژن و فشار محاسبه شده است.
در یک بیلت اکسترود شده با اندازه معین، تحت شرایط خاص، حد بالاتری برای نسبت اکستروژن وجود دارد که با رسی با ظرفیت مشخص قابل حصول است. دمای اکستروژن مهمترین نقش را در ایجاد یک محصول اکسترودی مناسب ایفا می نماید. البته سرعت اکستروژن نیز عامل مهمی در این زمینه است. افزایش طول بیلت نیز باعث بالا رفتن فشار مورد نیاز برای اکستروژن می شود. این افزایش فشار مربوط به مقاومت اصطکاکی بین بیلت و دیواره محفظه است که در بیلتهای طویل بیشتر است. معمولاً حداکثر طول مجاز بیلت، چهار برابر قطر آن است.
در اکستروژن فات روابط معینیبین فشار، دما، نسبت و سرعت اکستروژن وجود دارد که به شرح زیر می باشد:
افزایش دمای بیلت، فشار مورد نیاز برای اکستروژن را کاهش می دهد.
نسبت اکستروژن بالاتر، فشار اکستروژن بالاتری نیاز دارد.
طول بیلت بیشتر، فشار اکستروژن بالاتری نیاز دارد.
اگر دمای بیلت در محدوده اکستروژن ثابت بماند، هنگامی که سرعت اکستروژن در محدوده های معمول افزایش می یابد، فشار اکستروژن نسبتاً بدون تاثیر می ماند
جهت بررسی مکانیک تغییر شکل پلاستیک در شکل‌دهی ف در زمینه تولید پروفیل آلومینیوم، تئوری پلاستیسیته بکار برده می شود. بررسی ها، امکان پیش بینی و تجزیه و تحلیل موارد زیر را فراهم می آورد:
مکانیک تغییر شکل پلاستیک، امکان تعیین چگونگی سیلان ف در فرآیندهای شکل‌دهی گوناگون، به دست آوردن شکل یا هندسه مطلوب از طریق تغییر شکل پلاستیک و تعیین خواص فیزیکی و مکانیکی مورد نظر محصول تولید شده را فراهم می نماید. معادلات مکانیکی گوناگونی را می توان به روشهای مختلف برای فرآیندهای شکل‌دهی همچون اکستروژن بدست آورد .
در فشار یا کشش ساده همگن (غیر هم محور)، هنگامی که مقدار تنش به تنش سیلان می رسد، ف به طور پلاستیک سیلان می یابد. سیلان آلومینیوم در طی اکستروژن عبارتست از سیلان برشی بین فی، اختلاف قابل توجه در سیلان برشی آلومینیوم نسبت به فات دیگر هنگام اکستروژن این است که ابتدا مرکز بیلت آلومینیوم و سپس نواحی محیطی آن اکسترود می شود. این پدیده بالعث تغییر شکل برشی شدیدتری می گردد. به محض اینکه نیروی مورد نیاز برای فشار دادن بیلت به درون محفظه بیشتر از استحکام برشی ماده بیلت می شود، اصطکاک چسبندگی به سطح محفظه، غالب شده و تغییر شکل با برش در خود بیلت ادامه می یابد. سیلان ف در طی اکستروژن به پارامترهای زیر وابسته است:
تاکنون تحقیقات نسبتاً وسیعی در خصوص مشخصات سیلان فاتی همچون سرب، قلع و آلومینیوم با استفاده از تکنیک شکاف بیلت انجام شده است.
در اکستروژن مواد همگن، بدون در نظر گرفتن اصطکاک در فصل مشترک های قالب و محفظه با ف، الگوی سیلان (الف) پدیدار می شود. خواص اکستروژن باید در هر دو جهت طولی و عرضی یکنواخت باشد. این الگوی سیلان معمولاً در شرایط روغنکاری کامل محفظه و قالب حاصل می شود.
الگوی سیلان (ب) در اکستروژن مواد همگن و با فرض وجود اصطکاک در فصل مشترک قالب با ف و عدم وجود آن در فصل مشترک بیلت با محفظه حاصل می گردد. در این الگوی سیلان که در اکستروژن مع رخ می دهد، ف در مرکز بیلت سریعتر از محیط آن حرکت می کند. در گوشه انتهایی قسمت جلوی بیلت، ناحیه جداگانه ای از ف، بین سطح قالب و دیواره محفظه تشکیل می شود که به عنوان ناحیه مرده معروف است. ماده نزدیک به سطح، تغییر شکل برشی را در مقایسه با تغییر شکل خالص در مرکز، تحمل نموده و بصورت اریب به درون دهانه قالب سیلان می یابد تا پوسته خارجی محصول را تشکیل دهد.
الگوی سیلان (ج) در مواد همگن، هنگامی که اصطکاک در فصول مشترک قالب و محفظه با ف وجود دارد، ایجاد می شود. این الگوی سیلان برای فرآیندهای اکستروژن مستقیم مطلوب است. ناحیه مرده بزرگتری در این الگو تشکیل می شود.
در این حالت، تغییر شکل برشی بیشتری در مقایسه با الگوی سیلان (ب) وجود دارد. محصول اکستروژن نیز دارای خواص غیریکنواختی در مقایسه با الگوی سیلان (ب) است.
الگوی سیلان (د) با بیلتهای دارای خواص ماده ناهمگن یا با توزیع غیریکنواختی از دما در بیلت ایجاد می شود. در این حالت، مواد تغییر شکل برشی شدیدتری را در دیواره محفظه تحمل نموده و ناحیه مرده گسترده تری نیز تشکیل می شود.
نحوه سیلان ف تاثیر زیادی بر خواص مقاطع آلومینیوم اکسترود شده دارد. سیلان ف نیز متاثر از پارامترهای زیر است:
نوع، شیوه جانمایی و طرح قالب ممکن است میزان کار مکانیکی ماده بیلت را در طی اکستروژن تغییر دهد. قالب ها در مقاطع توخالی نسبت به قالبها در مقاطع توپر ساده، کار مکانیکی بیشتری بر روی ماده انجام می دهند.
معمولاً ماده در طول سطح ناحیه مرده، که در گوشه های قالب ایجاد شده، برش می خورد. از طرفی ماده ممکن است بر روی این ناحیه به اکسترود ادامه دهد. به عبارتی این ناحیه شبیه یک قالب مخروطی عمل می کند. اگر مقدار کافی از ته بیلت نگه داشته نشود،ممکن است عیوب سطحی و زیرسطحی در محصول اکسترودی ایجاد شود. ناحیه 1 همان ناحیه سیلان مخروطی و ناحیه 2 نیز ناحیه مرده است. نواحی تیره تر، اکسدها و آخال های دیگر را به درون مقطع اکسترودی منتقل نموده و منجر به ایجاد عیوب اکستروژن می شوند.
بطوریکه عبارتست از نسبت اکستروژن و توسط نسبت سطح جداره داخلی محفظه و سطح مقطع کل محصول اکستروژن تعریف می شود. تنش سیلان، فاکتور اصطکاک فصل مشترک بین بیلت و محفظه و فاکتور اصطکاک فصل مشترک بین ف در حال سیلان و سطح تماس قالب است.
تحت همان شرایط، اصطکاک حاکم بر فصل مشترک بیلت- محفظه یکسان و برای
همان آلیاژ از بیلت، نیم زاویه ناحیه مرده () با نسبت اکستروژن تغییر می کند.
با افزایش نسبت اکستروژن، افزایش می یابد و با افزایش طول خطوط برش کاهش می یابد.
نسبت اکستروژن در قالب با دهانه بزرگتر، نسبت اکستروژن در قالب با دهانه کوچکتر و نیم زاویه ناحیه مرده مربوط به است.
از نظر صنعتی ضخامت ته بیلت باقیمانده در اکستروژن مستقیم 10 تا 15% طول بیلت است. ضخامت باقیمانده از ته بیلت ممکن است تابعی از ناحیه مرده باشد، که این نیز تابعی از نسبت اکستروژن، نوع قالب، دمای بیلت، شرایط اصطکاک بیلت- محفظه و تنش سیلان ماده بیلت است. رابطه بین ضخامت ته بیلت و سطح مخروطی ناحیه مرده را نشان می دهد. توقف اکستروژن در ناحیه امن، از وروداکسیدها و دیگر آخال های فی یا غیرفی، از طریق ناحیه سیلان ف، به درون محصول اکسترودی جلوگیری می نماید. با انجام ماکرواچ بر روی مقطع طولی ته بیلت و انجام بررسی های بیشتر برر روی آن می توان درک بهتری از موارد زیر بدست آورد:
این مسئله برای آلیاژهای سخت تر بویژه در صنایع هواپیمایی دارای اهمیت بیشتری است.
توسعه ی سیستم انیاگرام مدرن هسته ای را تشکیل می دهند که اکثر معلمین اینیاگرام از آنها استفاده میکنند. از قرار معلوم، ایجاز و اولین کسی بود که نه خصوصیت یا وضعیت بهشتی را (که نزد نو افلاطونی ها، کابالیست ها، عرفان مسیحی، و دیگر منابع یافت میشدند) به سمبل اناگرام نسبت داد (لطفاً ارجاعات یاد شده و همچنین کتاب درک و فهم ایناگرام» را ببینید). ایچاز و نُه گانه های جداگانه ای برای هیجانات، عدم انعطاف فکرى ، فضایل انسانی ، و اندیشه های قدسی، و دیگر خصوصیت ها ایجاد کرد. او همچنین تئوری فلش ها، تئوری بالها، و ایده های مربوط به غرایز و مراکز سه گانه را به ایناگرام مرتبط کرد. بفهمی نفهمی، تمام نویسندگان اینیاگرام جدید، کارهای خودشان را بر مبنای مفاهیم اصلی ایجاز و ساخته اند.
مشارکت کننده و همراهی کننده ی مهم بعدی اناگرام مدرن، کلودیا نارانجو است. نارانجو، که شاگرد فریتس پر، بنیانگذار گشتالت درمانی بوده است، ایناگرام را از ایجاز و در طول یک برنامه ی خودباوری فشرده در مدرسه ی اریکا در سال ۱۹۷۰ در شیلی آموخت. او همان سال بعد از برگشت از شیلی، شروع به آموزش ایده های این سیستم به یک گروه کوچک در کالیفرنیا کرد. نارانجو از دانسته های قبلی خود در روانپزشکی برای مهارت در تنظیم روابط بین نُه تیپ شخصیتی که ایچاز و توصیف کرده بود و دیگر طبقه بندی های روانشناسی استفاده کرد، مثل راهنمای تشخیصی و آماری (DSM) اختلالات شخصیتی، مکانیزم های مختلف دفاعی، و تئوری های دیگر شخصیتی. او ایده های دیگری در مورد فلش ها توسعه داد، و نام های دیگری و توصیف های کوتاه دیگری برای ترکیب ۲۷ تیپ شخصیتی اناگرام و غرایز (تیپ های فرعی) ارائه داد. نارانجو همچنین اولین کسی بود که گروه های نمونه ای استخدام کرد تا میزان معتبر بودن ایناگرام تیپ های شخصیتی را به دانش آموزان نشان دهد.
توسعه پرس اکستروژن از پرسهای سربی ساده اولیه تا دستگاه اکستروژن اتوماتیک پیشرفته، بخش جالب توجهی از تاریخچه فن‌آوری اکستروژن است. اخیراً به منظور تولید مقاطع اکسترودی بزرگ و نازک با دقت ابعادی مطلوب، پرسهایی با چهارچوب پیش تنش یافته بکار گرفته شده است. صلبیت و همراستایی این پرسها در مقایسه با پرسهای متداول بهتر است. پرسهای پیشرفته دارای شاخص مکانی مناسبی جهت نشان دادن همراستایی محفظه اکستروژن و یک راهنمای متحرک در طی اکستروژن است. همچنین همراه با پرس، تجهیزات نمایش دهنده ای جهت نشان دادن اطلاعات عملکردی پرس رد هر زمان بر روی صفحه مونیتور تدارک دیده شده است. بعلاوه دستگاه های کنترلی قابل برنامه ریزی جهت کنترل گرم کننده بیلت، پرس اکستروژن، کشنده، میز خنک کننده، سیستم صاف کننده (دستگاه کشش)، میزبرش، اره برش و غیره نیز بکار برده می شود. اطلاعات اکستروژن برای هر قالب پس از اندازه گیری به کمک سیستم کامپیوتری ذخیره سازی شده و برای طراحی و اصلاح قالبها و انتخاب پارامترهای بهینه اکستروژن همچون دمای بیلت، دمای محفظه اکستروژن، اندازه بیلت، سرعت یا میزان جابجایی کوبه (رام) دو سرعت کشنده اکستروژن بکار می روند. فیلدینگ ]1[ چشم انداز کاملی از یشرفت پرس های اکستروژن و سیستم های دستی از سال 1969 تا 1996 ارائه نموده است. همچنین مقاله ای در خصوص نگهداری دستگاه های اکستروژن شامل پرسها، سیستمهای دستی و تجهیزات جانبی دیگر نوشته است.
لاو واستینگر درباره اصول طراحی و ساخت پرسهای اکستروژن و دیر سیستمهای جانبی بحث نموده اند. هم اکنون در دنیا چندین سازنده وجود دارند که می توانند پرسهای اکستروژن و تجهیزات دستی همراه با آن را طراحی نموده و بسازند. تجهیزات دستی همچون تسمه نقاله، ابتدا در ژاپن ساخته شد و منجر به کاهش نیروی کار و بهبود کیفیت گردید. در حال حاضر استفاده از این تجهیزات در صنعت متداول شده است. طرح یک سیستم اکستروژن آلومینیوم را از پرس تا وسایل انتقال اتوماتیک نشان می دهد. در این بخش مفاهیم اساسی انواع مختلف پرسهای اکستروژن و اجزای اصلی آنها مورد بحث واقع می شود. طرحی از سیستمی که اخیراً تکمیل شده است شامل کوره گرم کن بیلت و برش آن، آونهای مربوط به پیرسازی و تجهیزات چیدمان جهت کنترل فرآیند ساخت با بهره وری بالانیز در این بخش ارائه می شود.
به هیچ دلیلی، شما نباید به دلیل داشتن تیپی خاص، خوشحال یا ناراحت باشید. ممکن است شما احساس بکنید که تیپ شخصیتی شما، در بعضی موارد، ناخواستنی و اشکال دار است. اما وقتی بیشتر در مورد همه ی تیپ ها مطالعه میکنید، میبینید که هر تیپ شخصیتی نقطه قوت های خاص خود را دارد، همان طور که نقطه ضعف های خاص خود را دارد. اگر بعضی از تیپ های شخصیتی در جامعه ی غرب، ارجمند شمرده می‌شوند، به دلیل این است که آن جامعه بعضی کیفیت ها را ارجمند میشمارد و این به دلیل ارزشمند بودن آن تیپ ها نیست. ایده آل بهتر بودن خودتان است، نه تقلید کردن توانایی های تیپ دیگر.»
«کمترین چیزی که اناگرام ما را راهنمایی میکند این است که یاد بگیریم چگونه آگاهانه خود شخصیتی خود را به خود بزرگتری تسلیم بکنیم تا اینکه بتوانیم در سفر مقدس زندگی، مسافری هوشمند و آگاه باشیم. در حقیقت، این متضمن ترک چیزی اندک تیپ شخصیتی ما برای به دست آوردن هدیه ای بزرگ است: زنده بودن جان و روان. اما اولین قدم در این راه مستم اشتیاق به مشاهده ی خودمان است تا بتوانیم دستورات تیپ شخصیتی خودمان را متوقف بکنیم. این روند رشد را هر چیزی که بنامیم - زندگی در گوهر وجود، رشد فضائل، حرکت به سمت ثبات و تعالی - یک حرکت تکاملی است، یک حرکت مارپیچی به سمت بالا که پایانی ندارد تا تمام کمالاتی را که به منظور خدا شدن نیاز است، کسب کند، هر چند که این غیر ممکن است اگر بخواهیم یک ارجاع مذهبی بدهیم، تشبیه خدا شدن - تا مقداری از کمالاتی را که خدا در حد کمال دارد، به دست بیاوریم. اگر عده ای این تلاش بی پایان برای افزایش کمالات یا توانایی های شخصی) را یک پیگیری خسته کننده برای رسیدن به یک هدف غیر قابل دسترس بدانند، به خاطر این است که آنها این موفقیت بزرگ را که نتیجه ی یک خودباوری است، تجربه نکرده اند.
شماتیکی از یک پرس اکستروژن مستقیم در شکل 3-2 نشان داده می شود. پرسهای مستقیم جهت تولید مقاطع توپر، میلگردها، تسمه ها و مقاطع دیگر بکار می روند. این پرسها برای تولید لوله ها و مقاطع توخالی از آلیاژهای آلومینیوم نرم و با استفاده از بیلت توپر و یک قالب چند دریچه یا قالبهای پل دار نیز استفاده می شوند. یک پرس اکستروژن مستقیم با میله های موازی در شکل 3-3 نشان داده می شود.
با توجه به وجود همراستایی در این پرس، بیلتهای گرد و چهارگوش در آن قابل استفاده است. همراستایی میله های موازی با خط مرکزی پرس، باعث کنترل دقیق قطعات متحرک و انتقال بهینه قدرت می شود. یک راهنمای دقیق و ایمن در محفظه بیلت، امکاناستفاده مناسب از یک بلوک سنبه (دامی) را فراهم می نماید. میز یک پرس پیشرفته طوری طراحی می شود که بتواند ابزار بسیار بزرگ را جهت تولید ایمن و مطمئن مقاطع بزرگ و عریض با حداقل تلرانسها و کیفیت بالا پشتیبانی نماید. پرسهای پیشرفته عموما به وسایل خاصی همچون گیره قالب، محور فشاری با قابلیت باز و بسته شدن آسان، کنترل اتوماتیک همراستایی، بالشتک برشی، فشار دهنده بیلت تلسکوپی، سیستم جاگذاری ضربه ای و نرم افزار کامپیوتری جهت حصول بهره‌وری و کیفیت بالاتر مجهزند.
تجهیزات هیدرولیک شامل پمپها و سوپاپها می توانند بر روی مخزن روغن پرس یا بر روی زمین یا زیرزمین نصب شوند، بطوریکه دسترسی به تجهیزات همسطح با زمین بسیار آسان تر است (شکل 3-4).
پرس ساخته شده برای اکستروژن مع (شکل 3-6) دارای همان اجزای پپرس مورد استفاده در اکستروژن مستقیم است. عموماً در اکستروژن آلیاژهای سخت بالاخص آلیاژهای مورد استفاده در صنایع هوافضا، خواص سیلانی ف در اکستروژن مع بسیار مطلوبتر از اکستروژن مستقیم است. به کمک الگوی سیلان ایجاد شده در طی اکستروژن مستقیم، تصمیم گیری در خصوص مواد و محصولاتی که باید روش اکستروژن مع برای آنها بکار گرفته شود، امکان پذیر می گردد. اکستروژن مع در ساخت میلگردها، میله ها، مقاطع و لوله ها از برخی آلیاژهای آلومینیوم اغلب اقتصادی تر است.
اختلاف بین دو روش اکستروژن در این است که در طی اکستروژن مستقیم هیچ گونه حرکت نسبی بین فالب و محفظه وجود ندارد. در حالیکه در اکستروژن مع فالب تعبیه شده بر روی لبه جلویی محور فشاری تو خالی به درون محفظه حرکت می کند. بنابراین اکستروژن مع در مقایسه با اکستروژن مستقیم دارای مزایایی است از جمله این که در آن فشار اکستروژن کاهش می یابد. قطر بیلت قابل افزایش است و اکستروژن با یک دمای بیلت پایین تری برای اشکال بحرانی آغاز می گردد.
قطر دایره محیطی پروفیل در اکستروژن مع کوچکتر از اکستروژن مستقیم بوده و تنش اعمالی بر روی محور فشاری بالاتر است. با این وجود، روش مع دارای مزایای زیر است:
اینیاگرام درست و منطقی به نظر میرسد. هر تیپ شناسی هر چقدر درست باشد، ما بیشتر متقاعد خواهیم شد که دسته بندی هایی که آن پیشنهاد میکند به طور مصنوعی بر روی انسانها گذاشته نشده اند بلکه، طبیعت واقعی انسانها را نمایندگی میکنند. در این صورت، ما احساس خواهیم کرد که دسته بندی ها به جای اینکه اختراع شوند، کشف شده اند.
اگر این درست است، ما چه توضیحی برای انیاگرام میتوانیم داشته باشیم؟ چگونه میتوانیم درستی آن را ثابت بکنیم؟ آیا آن واقع همان تیپ شناسی است که روانشناسی دنبال آن است؟ چون جواب این سؤال ها پیچیده و ذهنی هستند، ما منتظر میشویم تا تئوری ایناگرام را به صورت جزئی تر مطالعه کنیم.
ما تئوری اینیاگرام را در دو قسمت بررسی خواهیم کرد: نخست، اناگرام را با تیپ شناسی های دیگر مقایسه خواهیم کرد، و دوم اینکه، دلایل صریحی را توضیح خواهیم داد که چرا انیاگرام درست کار میکند.بر اساس گزارش دیوید دانی، روانشناس بازنشسته ی استنفورد، مطالعاتی که دکتر الکساندر نوماس و دکتر استیلا چس در دانشکده ی پزشکی دانشگاه نیویورک، بدون اطلاع از اینیاگرام انجام دادند، نشان میدهد که بر اساس مشاهدات تجربی، نه الگوی رفتاری ذاتی در نوزدان تشخیص داده شده است. این مطالعه ی برجسته، مطالعه ی طولی نیویورک نامیده میشود
برخی اطلاعات شامل فرمولهای محاسبه فشار در انواع مختلف سیلان و مقادیر گوناگون طول سطح تماس ساخت قالب اکستروژن آلومینیوم در مراجع 1 تا 11 قابل استفاده است. به منظور تشریح مفاهیم مربوط به کنترل سیلان مثلاً در ساخت قالب اکستروژن آلومینیوم تک یاتاقان (با یک سطح تماس) تغییراتی در طراحی قالب صورت گرفته است. ماچادو سطح تماس صفر را که دارای حداقل طول جهت افزایش سرعت تولید و کاهش تعمیرات ساخت قالب اکستروژن آلومینیوم است بکار گرفت. استفاده از پیاسترینا (به معنی حفره اطراف مقطع) در کلاهک یک قالب توخالی نیز رواج یافته است. در چند سال اخیر، تعداد زیادی مقالات فنی و پژوهشی در خصوص فن‌آوری و طراحی قالب منتشر شده است. در مجموعه مقالات کنفرانس ها بسیاری از موضوعات مربوط به قالبهای اکستروژن آلومینیوم شامل فن‌آوری قالب، طراحی کامپیوتری، آنالیز المان محدود (FEA)، سطح تماس قالبها و سیلان ف، سطوح تماس قالب، عملیاتها و سیستمهای طراحی، قالبهای توخالی و طراحی های ویژه قالب است. همچنین پوششهای سختی برای سطوح تماس ساخت قالب اکستروژن آلومینیوم پیشنهاد شده است.
برای افراد تازه وارد در صنعت اکستروژن آلومینیوم، درک اصول فن‌آوری قالب اکستروژن بسیار مهم است. این اصول هرگز تغییر نخواهند کرد. درک این اصول، کاربرد آنها را در توسعه فن‌آوری آسان می نماید. در این بخش اصطلاحات و عملکرد ابزار و قالبهای اکستروژن، انواع قالب، اصول طراحی قالب، ساخت، اصلاح، نوع ماده، عملیاتهای سطحی سطوح تماس قالب و نحوه سایش سطح در قالبهای اکستروژن مورد بحث واقع می شود.
تولید قالب اکستروژن شامل ترکیب پیچیده ای از طراحی (طراحی کامپیوتری با استفاده از سیستمهای CAD ) و ماشینکاری (با استفاده از ماشینهای CNC با کنترل کامپیوتری اندازه ها و فرآیندهای ماشینکاری EDM با تخلیه الکتریکی) است. اکنون بازار در حال حرکت به سمت کمک گرفتن از کامپیوتر در طراحی های صنعتی (CAID) و ماشینکاری صنعتی (CAIM ) جهت تهیه قالبها با قابلیت تولید مجدد است. بسیاری از سازندگان قالب اکستروژن در امریکای شمالی و اروپا در حال ساخت قالبها و ابزار مورد نیاز پرسهای کوچک و بزرگ با استفاده از CAD ، CAM و CAIM هستند. طراحی و ساخت قالب اکستروژن برای هر قالب ساز یک فرصت بی نظیر است. علاوه بر طراحی و ساخت قالب، اصلاح قالب نیز در صنعت اکستروژن بسیار مهم است. پیشرفتهای صورت گرفته در طراحی و فن‌آوری قالبهای اکستروژن آلومینیوم از طریق مجموعه مقالات ارائه شده توسط انجمن آلومینیوم و سمینارهای بین المللی برگزار شده توسط مجمع اکسترود کننده های آلومینیوم در زمینه فناوری اکستروژن عرضه می شود. ناگپان فواید CAD را در قالبهای اکستروژن بصورت کاهش تعداد اصلاحات در قالب، بهبود عمر قالب و حصول بهره‌وری بالاتر بیان می کند. رعایت اصول طراحی و اعمال روشهای تجربی در استفاده از یک کامپیوتر می تواند باعث بهبود بازدهی در طراحی قالب شود. برنامه های مورد نیاز تجهیزات CAM / CAD می توانند با در نظر گرفتن انقباض، زبانه بحرانی، پیچش، سطح تماس قالبها و وضعیت مکانی آنها طراحی شوند. این سیتم ها می توانند طراحی و ساخت قالبها را تکمیل نمایند. تحقیقات بسیاری نیز در خصوص کاربرد کامپیوتر در طراحی و ساخت ابزار و قالبهای اکستروژن انجام شده است.
قیمت، کیفیت و نحوه ارائه محصولات اکسترودی سه عامل مهم در بازار رقابت این محصولات است. به منظور رسیدن به کیفیت مطلوب، کارایی قالب اکستروژن عامل بسیار مهم است. کارایی قالب در ارتباط مستقیم با کیفیت محصولف بهره‌وری، بازیافت و طراحی محصول است. در پروفیل ها، عمده تاکید بر روی تلرانسها و در قالبها، بر روی کارایی قالب بوده و تلاشها در این جهت روز به روز بیشتر می شود. کاربرد پروفیلهای اکسترود شده در دنیا هر ساله در حال تغییر است. استفاده از پروفیل های آلومینیمی اکسترود شده در معماری، صنایع اتومبیل و فن آوری های پیشرفته در حال افزایش است. بنابراین تلرانس و کیفیت محصول نهایی باید حفظ شود. به این دلیل است که صنعت اکستروژن آلومینیوم نیازهای بزرگی را در خصوص فن‌آوری قالب اکستروژن جهت ساخت اشکالی پیچیده با تلرانسهای بحرانی برآورده نموده است. کارایی اکستروژن عمدتاً در ارتباط با قالب در نظر گرفته می شود. استفاده موثر از فن‌آوری قالب، توانایی قالب را در برآورده نمودن نیازهای مشتری افزایش می دهد. کارایی اکستروژن معمولا تحت تاثیر سه عامل عمده قرار می گیرد که عبارتند از: تعداد بیلتهای تولید شده از قراضه، عمر قالب و سرعت اکستروژن، هدف سازنده های قالب، بهینه کردن این پارامترهاست که با استفاده از تجهیزات پیشرفته با فناوری بالا، فولاد قالب با کیفیت بالا و فرآیندهای عملیات حرارتی پیشرفته به منظور تولید قالبهای با تلرانسهای بالا، امکان پذیر است. به منظور اطمینان از رضایت مشتری که هدف نهایی سازنده قالب است، این سازندگان باید بر روی کیفیت، انعطاف پذیری و قابلیت اعتماد تمرکز نمایند. همچنین باید به خاطر داشت که استفاده از آخرین فن‌آوریهای ساخت به منظور توانایی تولید یک قالب با سرعت بیشتر و قیمت رقابتی دارای اهمیت است.
S.P.A Omav در سال 1993 در آلمان یک سیستم انتقال بدون دخالت انسان نصب نمود. سیستم انتقال به طور اتوماتیک مطابق با اطلاعات حاصله از PC پرس تنظیم می شد. با شروع از این نقطه، PLC بطور اتوماتیک هر محصول اکسترودی را بر روی میز خنک کننده حرکت می داد.
مدت زمان سیکل کاری می تواند توسط سازنده پرسی که تمامی تجهیزات جانبی را عرضه می نماید بهینه شود، زیرا بازدهی یک دستگاه شدیداً به عملکرد تجهیزات جانبی آن بستگی دارد. جنبه های اقتصادی فرآیند نیز از اهمیت بالایی برخوردار است. اتوماتیک بودن کامل سیکل کاری در بخش های مختلف یک پرس شامل عملکرد پرس و تجهیزات جانبی آن بوده و این به منظور به حداقل رسانیدن زمانهای مرده در یک سیکل کاری اکستروژن است.
اعمال انجام شده در قسمت خروجی پرس اکستروژن آلومینیوم به دلیل افزایش قابل توجه حجم تولید، با جزئیات بیشتری مطالعه شده است. نکته مهم در طراحی یک دستگاه اکستروژن، جابجایی و انتقال بدون آسیب رسیدن به پروفیل های ظریف است.
کارایی یک دستگاه اکستروژن آلومینیوم به مقدار زیادی به تجهیزات جانبی ان وابسته است. همانگونه که در بخش قبل بحث شد با پیشرفتهایی که در کنترل پرس اتفاق افتاده، بهبودهای قابل ملاحظه ای در فرآیندهای کمکی حاصل شده است. بهره‌وری یک دستگاه اکستروژن به سه سیستم عمده حرارت دهی بیلت و کنترل طول آن، پرس اکستروژن و سیستم جابجایی و انتقال وابسته است که کنترل کننده زمان تولید و میزان قراضه نیز می باشند. کارایی رس نیز به سیستم حرارت دهی مناسب قالب و ابزار وابسته است. علاوه بر طراحی صحیح قالب و ابزار، حرارت دهی سریع و موثر، عاملی بحرانی در عمر قالب، کارایی پرس و نهایتاً بهره‌وری است.
کاهش خسارتهای ناشی از جابجایی و هزینه کارگر با ایجاد یک سیستم انتقال اتوماتیک از خروجی به واحد دسته بندی و سپس کوره پیرسازی
اکنون سازنده های پرس نه تنها پرس را نصب می کنند بلکه هر چیزی اعم از تجهیزات حرارت دهی بیلت تا برش محصولات کشیده شده و خنک شده را نیز بطور کامل نصب می نمایند. این شیوه بلاخص در کارگاههای اکستروژن آلومینیوم موفقیت آمیز بوده است.
کوئنج کردن محصول اکستروژن بر روی میز خروجی موضوع مهمی در صنعت اکستروژن آلومینیوم است. سیستمهای پاشش آب به تدریج جایگزین مخازن آب و فن های خنک کننده نصب شده در بالا و پایین میز می شوند. اسپری های با فشار و سرعت بالا همراه با یا بدون سیستمهای اتمیزه هوا جهت خنک کردن سریع مقاطع پیچیده تا زیر دماهای بحرانی و به منظور حصول خواص مکانیکی بالاتر و کیفیت نهایی مطلوب بکار گرفته شده است.
معمولاً یم دستگاه همراه با یک سیستم برش داغ قابل تنظیم جهت حرکت دادن محصول به کمک یک صفحه نغذیه کننده محفظه قالب و قالب های چند دریچه توخالی بکار گرفته می شود. سیستمهای کشنده دوتایی دارای مزایای بیشتری نسبت به کشنده های تکی دارای برش داغ قابل تنظیم می باشند.
یک سیستم خروجی در خط پرس اکستروژن 4400 تنی (MN44) میباشد. این سیستم دارای غلتکهای است که حرکتی آرام روی پروفیل ها دارند، حداقل استفاده از گرافیت را بدون ایجاد لکه داریم و عمودی کردن پروفیل ها بر روی اولین نوار عرضی توسط پایین آوردن کل مسیر خروجی صورت می پذیرد. یک سیستم انتقال با قابلیت تنظیم دقیق، انتقال دقیق و کاملاً اتوماتیک مقاطع حساس را بر عهده دارد.
پروفیل ها از میز خروجی به خط کشش اتوماتیک منتقل می شوند. کشنده های سر و ته پروفیل که به منظور کشش آرام پروفیل ها طراحی شده است. دوربین های مدار بسته عملکرد کشنده را نشان می دهند، چنانچه تنظیم خودکار آن با طول مورد نیاز پروفیل بیانگر عمل کاملاً اتوماتیک آن بوده و گیره های لایه لایه آن میزان تغییر شکل سر و ته پروفیل را کاهش می دهند. یک میز جمع آوری کننده پروفیل ها به شکل یک نوار نقاله ساکن، کار دسته بندی آنها را انجام می دهد. سپس دسته های پروفیل درست شده به آرامی بر روی یک میز غلتکی بالا برنده قرار داده شده و به سمت غلتکهای بیشتری منتقل می شوند .
با توجه به درخواست همیشگی افزایش بهره‌وری و مهمتر از آن هزینه تمام شده کمتر، اتوماسیون در صنعت اکستروژن روبه رشد بوده و اهداف مورد نظر در برش و دسته بندی پروفیل ها را برآورده نموده است. یکی از پیشرفته ترین سیستم های برش که عمدتاً دارای یک برش نهایی از زیر میز، یک میز کاری جهت برش طولی، انتقال پروفیل های بریده شده به واحد دسته بندی و برخی امکانات اضافی دیگر است .
واحد دسته بندی پروفیل ها نسبت به سیستم برش طولی طراحی می شود که دسته بندی براساس اصل "first in-first out" یعنی "انتهای برش – ابتدای دسته بندی" انجام شود.
علاوه این سیستم به یک وسیله انتقال دهنده جهت جابجایی سبدهای پر شده از پروفیل ها از واحد دسته بندی به کوره پیرسازی، یک وسیله انتقالی جهتبرگرداندن سبدهای خالی به واحد دسته بندی و برگرداندن فاصله اندازه ها به کوره پیرسازی مجهز است.
اکستروژن آلومینیوم علاوه بر پرس نیازمند برخی تجهیزات جهت اتصال به پرس می باشد. در برخی دستگاه ها، گرم کن القایی یا گازسوز الوار مجهز به برش دهنده هایی در حالت داغ جایگزین گرم کن های القایی و گازسوز بیلت شده است. در قالبهای خاص جهت بدست آوردن محصولی با طول مطلوب، الوارها به بیلت های با طول مناسب برش داده می شوند.
برش داغ الوار نیز بسیار مفید است بالاخص در مقاطع اکسترودی توخالی زمانی که قالب در تعادل حرارتی مناسبی قرار ندارد، جهت پرهیز از بروز هر گونه ترک نامطلوب در پلهای قالب و به منظور کاهش فشار اولیه روی بیلت اکستروژن، فرآیند با بیلتهای کوچک آغاز می گردد. به منظور ایجاد شرایط اکستروژن همدما یک گرم کن القایی یا یک کوئنج آب شیبدار نیز بعد از برش الوار نصب می شود . روتراشی بیلت داغ نیز برای اکستروژن مع آلیاژهای مورد استفاده در صنایع هوایی بکار می رود .
به منظور استفاده مناسب از یک قالب اکستروژن و عدم اتلاف زمان با ارزش پرس، کاربرد یک سیستم گرم کن قالب مناسب در سیستم های اکستروژن پیشرفته ضروری است. فیلدینگ و مکی سیستمهای گرم کن قالبهای اکستروژن را معرفی نموده اند. کوره های قالب چند محفظه ای به همراه چند بازپخت جایگزین کوره های قالب صندوقی شکل که از بالا شارژ می شدند گریده است. هر کوره بازپخت دارای یک سیستم حرارت‌دهی و کنترل دمای جداگانه جهت کنترل ویژه دمای قالب یا ابزار است. جهت نگهداری هر قالب در دمایی دقیق در یک اتمسفر نیتروژن کنترل شده، نوع دیگری از کوره های قالب چند محفظه ای ایجاد گردید . این طرح با محافظت قالب از اکسیداسیون در دمای بالا باعث بهبود قابل توجهی در عمر قالب و در نتیجه کیفیت بهتر پروفیل تولیدی می گردد. بعلاوه دمای قالب کاملاً دقیق بوده و متاثر از شوکهای حرارتی که هنگام ورود و خروج قالب در کوره های صندوقی شکل رخ می دهد، نمی باشد.
یکی از اجزای اصلی پرس است که قالبها و ابزار نگهدارنده در این قسمت نصب می شوند. همانگونه که نشان داده شده کشویی قالب به سمت راست خط مرکزی پرس حرکت می کند. کشویی و قسمت چرخشی سرقالب بر روی پیشانی پرس قرار می گیرند. کشویی قالب همراه با دریچه تخلیه مرکزی عموماً جهت پشتیبانی یک یا دو قالب طراحی می شوند. در صورتی که قسمت چرخشی سر قالب می تواند دو قالب را همراهی نماید در این قسمت تعویض، اصلاح و خنک کردن قالبها همواره می تواند در یک سمت پرس انجام شود. قالبها، نگهدارنده ها و قسمت های پشت‌بند آنها در دریچه های U شکل طوری بر روی کشویی یا قسمت چرخشی نصب می شوند که به سهولت و سرعت بتوانند تعویض شوند.
اخیراً پیشرفتهایی در روشهای گوناگون حمل قالب در پرسهای اکستروژن بزرگ صورت گرفته است که عبارتند از: وسیله تنظیم موقعیت قالب و گرم کن کاست شکل قالب . به دلیل اینکه طول صفحه قالب در اینجا در مقایسه با پرسهای با اندازه متوسط، بلند است. موقعیت سطح برش قالب به دلیل انبساط و انقباض حرارتی اندکی تغییر می نماید. زمانی که سطح برش بطور صحیح قرار نگرفته باشد، لکه های آلومینیوم بر روی سطح قالب آشکار می شود که باعث ایجاد پهن شدگی و یا حبابهایی در بیلتهای بعدی می گردد. به منظور حفظ پایداری دمای قالب و اندازه گیری و رویت این دما، یک گرم کن فشنگی، در تغییر موقعیتهای قالب، درون کاست قالب قرار داده می شود.
عامل اصلی در انتخاب یک پرس اکستروژن فشار واحد مورد نیاز جهت اکستروژن است. برای پرسی با ظرفیت مشخص بر حسب تن (یا MN) اگر قطر جداره داخلی محفظه کوچکتر باشد، فشار بالاتری می تواند ایجاد شود. با افزایش قطر داخلی محفظه، فشار ویژه درون آن کاهش یافته و در نتیجه، ظرفیت اکستروژن کاهش می یابد. نمونه ای از فشارهای واحد یا ویژه برای پرسهای با ظرفیت مختلف و محفظه های با اندازه های گوناگون آورده شده است.
فشار واحد یا ویژه باید از مقدار مورد نیاز برای یک اکستروژن خاص تحت شرایط معین بیشتر باشد. فشار مورد نیاز برای اکستروژن می تواند با آلیاژ و وضضعیت آن، نسبت اکستروژن، طول و دمای بیلت، سرعت اکستروژن و قطر دایره محیطی تغییر نماید.
در دماهای بیلت کمتر و سرعتهای بالاتر، همواره استفاده از یک پرس با ظرفیت کافی جهت بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی محصول توصیه می شود. پرس باید دارای ساختاری محکم همراه با میل مهار و صفحه پرس جهت تحمل تنش های وارده باشد. در پرسهای پیشرفته به منظور به حداقل رسانیدن میزان تابیدگی و بهبود تلرانس محصول از میل مهار پیش تنش یافته و خروجی قالب طویل استفاده می شود. بعلاوه پرس باید دارای محوری دقیق و قابل تنظیم باشد. بدین معنی که محور فشاری، محفظه و قالب باید بر روی یک خط مرکزی قرار بگیرند
برخی از متغیرهای مهم در نظر گرفته شده برای یک پرس اکستروژن مستقیم
در شکل 3-9 نشان داده می شود. برخی از پارامترهای مربوط به این پرس نیز در جدول
3-2 ذکر شده است. عبارتس از حداکثر فشار اعمال شده بر روی کوبه
(رام) اصلی، 
فشار ویژه و 
سرعت کوبه (رام) در فرآیند آهسته است. در
اکستروژن یک مقطع خاص، سرعت کوبه (رام) () با برخی متغیرها همچون
نوع آلیاژ، اندازه بیلت، دمای بیلت، نسبتا اکستروژن و نوع قالب تغییر می نماید.
3-3- اجزای اصلی پرس اکستروژن
اجزای اصلی پرسهای اکستروژن جهت تولید مقاطع توپر، میلگردها، تسمه ها، میله ها، لوله ها و مقاطع توخالی در اشکال 3-2، 3-5 و 3-6 نشان داده شده است. با توجه به نحوه سیلان ف برای گرفتن بهترین کارایی از قالب بیشترین عمر قالب، بهره وری بالا و کیفیت خوب محصول، سه جزء زیر باید دقیقاً همراستا باشند :
محفظه یکی از قسمتهای گران پرس اکستروژن است. سودآوری دستگاه اکستروژن با عمر کاری محفظه و دیگر ابزار اکستروژن ارتباط نزدیک داردو محفظه نیازمند مراقبت دائمی است. تا از وارد آمدن خسارتهای ناشی از استفاده ناصحیح و شکست ناگهانی آن جلوگیری شود.
محفظه برای تحمل تنشهای زیاد در دماهای بالا طراحی می شود. هر چند در ناحیه نزدیک به قالب که فشار و دما بالاتر بوده و در مدت زمان طولانی تری نیز اعمال می شود ( زیرا با پیشرفت اکستروژن طول بیلت کاهش می یابد)، تنش بیشتری به محفظه وارد می گردد. محفظه از دو یا سه قسمت همراه با یک آستری که با گرم کردن درون آن جاگذاری شده است، تشکیل می شود (شکل 3-10). طراحی کامل محفظه و آستری توسط لاو و استینگر مورد بحث واقع شده است. معیارهای اصلی برای طراحی مجموعه های آستری – محفظه عبارتند از:
فشار ویژه (فشار درونی در آستری محفظه) (Pc) که عبارتست از فشار پرس بر حسب ton یا Ib یا N بر سطح جداره داخلی آستری حداکثر قطر خارجی محفظه
نسبت عرض به ارتفاع (در محفظه مستطیلی شکل)
معمولاً در اکثر پرسهای مستقیم و غیرمستقیم آستری محفظه دوار برای بیلتهای گرد و توپر بکار می رود. تعداد کمی از پرسها با هر نوع محفظه دوار و مستطیلی شکل کار می کنند. دو مزیت استفاده از یک محفظه مستطیلی شکل عبارتست از تولید مقاطع عریض همچون پایه چرخهای هواپیما و سیلان یکنواخت تر مواد که باعث کاهش بار ویژه پرس می شود.
محفظه طوری نصب می شود که زمانی که در معرض حرارت قرار گرفت آزادانه از هر طرف منبسط شود. لکن موقعیتش نسبت به خط مرکزی پرس حفظ گردد.
محفظه، درون نگهدارنده آن قفل می شود. بطوریکه بتواند توسط وسایل
هیدرولیکی در راستای محور طولی پرس حرکت نماید. بعلاوه توسط گرم کن مقاومتی نصب
شده در محفظه یا نگهدارنده آن تا دمای حدود 
800 (
427) حرارت داده می شود.
به دلیل جرم و طول زیاد محفظه های بزر مورد استفاده در پرسهای با ظرفیت بالا، حفظ
دمای درونی آستری با المنتهای حرارت دهنده پیچیده شده به دور آن مشکل است. جهت
کنترل بهتر دمای اکستروژن بالاخص در محصولات مورد استفاده در صنایع هوافضا، به
منظور حرارت دادن مناسب محفظه، کنترل چند موضعی دما مورد استفاده واقع می شود. در
این حالت گرم کن ها بطور مستقل در شش منطقه کنترل می شوند. گرم کن القایی نصب شده
در محفظه می تواند دما را تا حدود 932 (500) بالا ببرد. اگر آستری
محفظه از فولاد مناسبی با مقاومت بالا به نرم شدن ساخته شده و بطور صحیحی در آن
نصب شود. می تواند 30000 تا 40000 سیکل کاری پرس را تحمل نماید.
محور فشاری همراه با یک بلوک سنبه (دامی) نصب شده روی آن و با استفاده از سیستم های کششی به تکنیکی استاندارد در صنعت اکستروژن بالاخص در آلیاژهای نرم همچون 6063 تبدیل شده است. بلوکهای سنبه (دامی) با در نظر گرفتن شکل و همراستایی آنها با جداره داخلی محفظه بر روی اکثر پرسهای اکستروژن نصب می شوند. کاستل نمایی از کاربرد یک بلوک سنبه (دامی) نصب شده را ارائه نموده است. سلسیم طرحی را ارائه نمود که در آن دو یا چند قطعه برای ایجاد آب‌بندی کامل در تمامی فشارهای اکستروژن استفاده می شد. او پارامترهای این طرح را نیز مورد تجزیه و تحلیل قرار داد. چندین طرح از بلوک سنبه (دامی) نصب شده توسط سازندگان متخصص تهیه شده است. نمونه ای از این طرحها در شکل نشان داده می شود. محور فشاری را همراه با بلوک سنبه (دامی) نصب شده نشان می دهد. موفقیت آمیز بودن کاربرد این بلوک به شرایط کاری آن در عمل وابسته است.
همانگونه که قبلا نیز ذکر شد آزاد کردن سریع محور فشاری یکی از روشهای اصلی در پرس های اکستروژن جدید است. طرحی که در آن، محور فشاری به سهولت و سرعت بدون برداشتن یا باز کردن پیچهای تثبیت کننده از حلقه نگهدارنده آن جدا می گردد. در شکل 3-15 نشان داده می شود.
تولیدکنندگان پروفیل آلومینیوم چندین ترکیب از پرسهای مستقیم و مع در صنعت اکستروژن آلومینیوم وجود دارد. طرحهای مختلفی از ترکیب پرسهای مستقیم و مع، هر یک با مزایا و معایبی در دسترس است. لارسون و بلاند نیز مروری بر طرحهای گوناگون از پپرس مع و ترکیب پرسهای مستقیم و مع ارائه نموده اند. در واقع هدف اصلی از پرس ترکیبی تبدیل از اکستروژن مع به مستقیم است. هر چند مزایای اکستروژن مع در پرس ترکیبی جبران نمی شود، سه نوع پرس ترکیبی موجود عبارتند از:
تک محوره، پرسهای میله ای مستقیم/ مع با کشویی قالب متداول
دو محوره، (محور فشاری قالب و محور فشاری اکستروژن)، پرس میله ای مستقیم/ مع با قفل دروازه ای
دو محوره، (محور فشاری قالب و محور فشاری اکستروژن) پرس مستقیم/ مع ترکیبی با ترکیب قفل دروازه ای و کشویی قالب
اکستروژن با نیروی اصطکاکی فعال (EWAFF)
هر دوی پرسهای مستقیم و مع برای اکستروژن آلیاژهای سخت آلومینیوم نیز بکار می روند. اکستروژن مع عمدتاً برای تولید مقاطع نازک و کوچک جهت رسیدن به یکنواختی خواص مکانیکی و ابعاد بهتر بکار می رود. لکن مقاطع بسیار سنگین با قطر دایره محیطی (CCD) بزرگ معمولاً با استفاده از یک پرس مستقیم با ظرفیت بالا اکسترود می شوند.
علاوه بر دو فرآیند فوق، یک فرآیند جدید با عنوان « اکستروژن با نیروهای اصطکاکی فعال یا اکستروژن مع موثر» با مزایایی بیشتر از فرآیند مع در سال 1965توسط برزنوی پیشنهاد گردید. این فرآیند در سال 1988 در روسیه توسعه یافته و کاربرد صنعتی پپپیدا نمود. بعدها شربا مطالعات بیشتری بر روی امکان پذیری فرآیند اکستروژن با نیروی اصطکاکی فعال انجام داد.
شماتیکی از یک فرآیند اکستروژن مع موثر در نشان داده می شود. توضیح مختصری درباره فرآیند EWAFF در مقایسه با فرآیندهای مستقیم ومع متداول ارائه خواهد شد. نیروهای اصطکاکی در فصل مشترک بیلت و محفظه در جهت سیلان فند، بنابراین سیلان محیطی تسریع شده و سیلان مرکزی کند می گردد. این باعث یکنواختی توزیع سرعت طولی در عرض ناحیه کاهش سطح مقطع بیلت می گردد. به عبارت دیگر EWAFF نوع دیگری از اکستروژن مع با سرعت حرکت بالاتر محفظه یا قالب نسبت به سرعت حرکت کوبه (رام) است. به دلیل تغییر مکانیک این فرآیند، EWAFF دارای مزایایی در مقایسه با فرآیندهای مستقیم یا مع است که عبارتند از:
تولید میلگردها، میله ها و محصولات با کیفیت بالا و خواص مکانیکی یکنواهت از آلیاژهایی که اکستروژن آنها مشکل است.
کاهش تشکیل عیوب و در نتیجه کاهش میزان قراضه
افزایش سرعت اکستروژن، 3 تا 4 برابر فرآیند مستقیم و 2 تا 3 برابر فرآیند مع
بهبود سطح نهایی، به حداقل رسانیدن ساختار بلوری درشت و افزایش مقاومت به خوردگی
از نقطه نظر علمی، فرآیند EWAFF برای کاربردهای خاصی در صنعت اکستروژن توصیه می شود. در روسیه دو دستگاه 1600 و 3500 تنی از این نوع وجود دارد. تحقیق در خصوص متغیرهای این فرآیند هنوز ادامه دارد.
در فرآیند اکستروژن مستقیم لغزش نسبی بین بیلت و محفظه وجود دارد، لذا اصطکاک در فصل مشترک بیلت- محفظه، سیلان ف را در مقایسه با سیلان در مرکز بیلت محدود می نماید.
تولیدکنندگان پروفیل آلومینیوم در فرآیند اکستروژن مع قالب واقع در جلوی محور فشاری نسبت به محفظه حرکت می کند. اما هیچ گونه جابجایی نسبی بین بیلت و محفظه وجود ندارد. لذا این فرآیند با عدم وجود اصطکاک بین سطح بیلت و محفظه شناخته می شود. به همین دلیل امکان افزایش دو برابری در وزن بیلت و سرعت اکستروژن همراه با 30 تا 45 درصد کاهش در نیروی اکستروژن در مقایسه با اکستروژن مستقیم وجود دارد.
به دلیل اثر اصطکاک محفظه انتظار می رود که در سطح یکسان، توزیع سرعت طولی در مرکز بیلت نسبت به نواحی کناری آن در اکستروژن مستقیم بیشتر از اکستروژن مع باشد
دو جداره عبارتی است که در ساخت و ساز و بهسازی منزل بسیار فراگیر است و به نظر می رسد نیازی به معرفی ندارد. اما برای درک فواید آن، ابتدا مهم است که دقیقاً آنچه را که هست درک کنیم.
به عبارت ساده، از شیشه دو جداره در انواع تاسیسات شیشه ای (بخصوص پنجره) استفاده می شود و شامل دو صفحه شیشه ای در همان قاب است که توسط چسب پلی سولفاید به هم متصل می‌شوند و میان آنها یک لایه نازک هوا (خلاء) یا بعضاً گاز بی اثر مانند آرگون وجود دارد. پنجره های دو جداره، سرما را از بین می برند و گرما را حفظ و به عنوان مانعی بین دنیای داخل و خارج عمل می کنند.
اولین گزارش از صفحات شیشه ای که به عنوان محافظ سرما مضاعف شده اند کمی نامشخص است، اما گفته می شود این موضوع ریشه در اوایل سال ۱۸۷۰ در اسکاتلند دارند. هرکسی که به ارتفاعات سفر کرده باشد، می داند که چطور اسکاتلند می تواند سرد باشد و در طول زمستان خانه های ویکتوریا با چندین اتاق برای گرم کردن چیزی شبیه به یخچال های غول پیکر هستند.
ساکنان این اقامتگاه های سرد متوجه شدند که با اتصال یک ورق اضافی یا صفحه شیشه ای به پنجره های خود می توانند پنجره هایی تقویت شده بسازند که به عنوان مانعی بین سرمازدگی شدید زمستان و خانواده های لرزان از سرمای آنها باشد. شاید همه ما نیز این کار را تا زمستان امسال انجام دهیم تا از شدت ورود سرما به منزلمان اندکی کاسته شود!
درباره این سایت