जब लोग पूछते हैंएक्सट्रूज़न क्या है, अधिकांश स्पष्टीकरण तुरंत तकनीकी होने लगते हैं। लेकिन मूल विचार उतना जटिल नहीं है - आप सामग्री को एक आकार के उद्घाटन के माध्यम से धकेल रहे हैं ताकि पूरे रास्ते उसी क्रॉस - अनुभाग के साथ एक लंबा टुकड़ा प्राप्त हो सके। इसे टूथपेस्ट को निचोड़ने की तरह समझें, सिवाय इसके कि ट्यूब का उद्घाटन उस आकार का हो जिसे आप अपने अंतिम उत्पाद में चाहते हैं।
यह प्रक्रिया धातुओं, प्लास्टिक, यहां तक कि भोजन के साथ भी काम करती है। और यह आपकी सोच से कहीं अधिक लंबा हो गया है, लेड पाइप एक्सट्रूज़न के लिए पहले हाइड्रोलिक प्रेस का पेटेंट 1797 में जोसेफ ब्रम्हा द्वारा किया गया था। चीज़ों को पासों में धकेलने का यह 200 वर्षों से अधिक का समय है।
निर्माता इस पद्धति का उपयोग क्यों करते रहते हैं?
लागत मायने रखती है. बहुत। जब आप हजारों फीट लंबे एल्युमीनियम चैनल या कॉपर ट्यूबिंग बना रहे होते हैं, तो एक्सट्रूज़न प्रक्रिया आपको अलग-अलग टुकड़े बनाने के लिए बिना रुके लगातार चलने देती है। हाइड्रो, बड़े एल्यूमीनियम उत्पादकों में से एक, रिपोर्ट करता है कि उनके एक्सट्रूज़न प्रेस मिश्र धातु और जटिलता के आधार पर 25 मीटर प्रति मिनट तक की दर से प्रोफाइल का उत्पादन कर सकते हैं - यह डेटा हाइड्रो.कॉम पर उनकी 2023 की वार्षिक रिपोर्ट से है।
लेकिन गति ही एकमात्र कारण नहीं है. आपको मिलने वाली आयामी सटीकता अन्य निर्माण विधियों से मेल खाना कठिन है। हम उन सहनशीलताओं के बारे में बात कर रहे हैं जो महत्वपूर्ण आयामों पर ±0.1 मिमी तक पहुंच सकती हैं, जो अधिकांश कास्टिंग या रोलिंग परिचालनों को मात देती है।
तापमान का दायरा लोगों के एहसास से कहीं अधिक मायने रखता है
एल्यूमीनियम के लिए हॉट एक्सट्रूज़न आमतौर पर 350-500 डिग्री के बीच चलता है। यह एक विस्तृत श्रृंखला है क्योंकि विभिन्न मिश्रधातुओं को अलग-अलग तापमान की आवश्यकता होती है . 6061 एल्युमीनियम 450 डिग्री के आसपास सबसे अच्छा निकलता है, जबकि 7075 को ठंडा रहने की आवश्यकता होती है अन्यथा आप टूट जाएंगे। मानक गाइडों में कोई भी वास्तव में इस भाग को अच्छी तरह से नहीं समझाता है।
Copper and brass run hotter - you're looking at 600-900℃ for most copper alloys. Steel goes even higher, sometimes past 1200℃ for stainless grades.
कोल्ड एक्सट्रूज़न कमरे के तापमान पर या उससे थोड़ा ऊपर होता है। हालाँकि, स्टील.ऑर्ग पर प्रकाशित विनिर्माण डेटा के आधार पर, दबाव की आवश्यकताएं काफी बढ़ जाती हैं, - हम उन ताकतों के बारे में बात कर रहे हैं जो कुछ स्टील घटकों के लिए 1400 एमपीए से अधिक हो सकती हैं।
प्रत्यक्ष बनाम अप्रत्यक्ष और यह चीज़ों को क्यों बदलता है
अधिकांश एक्सट्रूज़न प्रत्यक्ष (या "आगे") होता है जहां रैम एक स्थिर डाई के माध्यम से सामग्री को धकेलता है। बिलेट चलता है, पासा नहीं चलता। काफी सरल।
अप्रत्यक्ष एक्सट्रूज़न इसे - के आसपास फ़्लिप करता है, डाई रैम के साथ चलती है जबकि बिलेट कंटेनर में अपेक्षाकृत स्थिर रहता है। कम घर्षण का मतलब है कि आप कठोर मिश्रधातुओं या अधिक जटिल आकृतियों को बाहर निकाल सकते हैं। लेकिन उपकरण की लागत अधिक है और आप लंबाई में सीमित हैं।
वास्तव में कठिन सामग्रियों या जटिल क्रॉस-सेक्शन के लिए, अप्रत्यक्ष अर्थ समझ में आता है। नरम मिश्र धातुओं में मानक आकृतियों के लिए, अतिरिक्त लागत इसके लायक नहीं है।
ऐसे एप्लिकेशन जिनके बारे में ज़्यादा चर्चा नहीं होती
हर कोई निर्माण बीम और खिड़की के फ्रेम का उल्लेख करता है। ये स्पष्ट हैं. लेकिन बाहर निकाले गए घटकों की एक पूरी दुनिया है जिन पर अधिक ध्यान नहीं दिया जाता है।
चिकित्सा उपकरणों में बहुत सारे छोटे-छोटे व्यास वाले एक्सट्रूज़न - सर्जिकल उपकरणों, कैथेटर घटकों, विशेष टयूबिंग का उपयोग किया जाता है। कुछ निकाले गए टाइटेनियम मिश्र धातुओं की जैव अनुकूलता उन्हें प्रत्यारोपण के लिए एकदम सही बनाती है। ज़िमर बायोमेट कूल्हे और घुटने के प्रतिस्थापन घटकों के लिए एक्सट्रूडेड टाइटेनियम का उपयोग करता है, और उनके विनिर्देश zimmerbiomet.com तकनीकी दस्तावेज़ के माध्यम से उपलब्ध हैं।
इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए हीट सिंक लगभग पूरी तरह से एक्सट्रूज़न पर निर्भर करते हैं। आपको सटीक दूरी वाले पतले पंखों की आवश्यकता है, और एल्यूमीनियम को डाई के माध्यम से धकेलने के अलावा उन्हें बनाने का कोई किफायती तरीका नहीं है। तापीय चालकता उच्च रहती है क्योंकि बाहर निकालना प्रक्रिया के दौरान अनाज की संरचना संरेखित होती है।
समुद्री अनुप्रयोगों में टनों निकाले गए एल्यूमीनियम और तांबे मिश्र धातुओं की खपत होती है क्योंकि खारा पानी अधिकांश अन्य सामग्रियों को नष्ट कर देता है। रेल, क्लीट, डेक फिटिंग - यदि यह नाव और धातु पर है, तो इसकी अच्छी संभावना है कि इसे बाहर निकाला गया हो।
डाई डिज़ाइन तेजी से जटिल हो जाता है
पासा वह जगह है जहां जादू होता है, और जहां लागत भी बढ़ती है। राउंड बार स्टॉक के लिए एक साधारण ठोस पासा सीधा है। खोखले खंडों को मैंड्रेल या ब्रिज डाइज़ की आवश्यकता होती है, जो जटिलता को तेजी से बढ़ाता है।
डाई एंगल हर चीज़ को प्रभावित करते हैं। बहुत अधिक ढलान और आपको सतह पर दोष मिलते हैं। बहुत उथला और दबाव की आवश्यकताएं छत से होकर गुजरती हैं। अधिकांश एक्सट्रूज़न डाई 45-90 डिग्री के बीच प्रवेश कोण का उपयोग करते हैं, जिसमें 60 डिग्री एल्यूमीनियम के लिए सामान्य है।
क्या अच्छा काम नहीं करता
हर धातु आसानी से नहीं निकलती। उच्च -कार्बन स्टील्स समस्याग्रस्त हैं - वे विरूपण के तहत टूट जाते हैं। कुछ कच्चा लोहा जैसे बहुत भंगुर मिश्र धातुओं को बिल्कुल भी बाहर नहीं निकाला जा सकता है।
आकार सीमाएँ भी मौजूद हैं. एक्सट्रूज़न प्रेस क्षमता के लिए एक व्यावहारिक अधिकतम सीमा है। अधिकांश वाणिज्यिक प्रेस लगभग 10,000 टन बल का उपयोग करते हैं, जो यह सीमित करता है कि आपके बिलेट कितने बड़े हो सकते हैं और आपका क्रॉस-सेक्शन कितना जटिल हो जाता है।
सतही फिनिश कभी-कभी निराश करती है। आपको डाई लाइनें (डाई संपर्क से छोटी खरोंचें) मिलती हैं जिन्हें पूरी तरह से खत्म करना मुश्किल होता है। ड्राइंग या ग्राइंडिंग जैसे पोस्ट-एक्सट्रूज़न ऑपरेशन से मदद मिल सकती है लेकिन लागत बढ़ सकती है।
संपूर्ण सतत भाग
शीर्षक - में उस "निरंतर आकार देने" की अवधारणा पर वापस लौटना वास्तव में वही है जो एक्सट्रूज़न को अन्य निर्माण विधियों से अलग करता है। आप एक समय में एक भाग नहीं बना रहे हैं। यह प्रक्रिया तब तक चलती है जब तक आपका बिलेट समाप्त नहीं हो जाता, आपको एक लंबा टुकड़ा मिलता है जिसे बाद में लंबाई में काट दिया जाता है।
यह निरंतरता भौतिक गुणों का निर्माण करती है जो आपको अन्य प्रक्रियाओं से नहीं मिलते हैं। अनाज की संरचना बाहर निकालना दिशा के साथ बहती है, जो आम तौर पर उस दिशा के समानांतर ताकत में सुधार करती है। क्रॉस-अनाज की ताकत प्रभावित होती है, लेकिन अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए यह स्वीकार्य है।
कई छोटे टुकड़ों को एक साथ वेल्डिंग करने में बहुत समय लगेगा और हर जोड़ पर कमजोर बिंदु पैदा हो जाएंगे। एक्सट्रूज़न उस समस्या को ख़त्म कर देता है।
सामग्री प्रबंधन पहले और बाद में
बिलेट (आपकी शुरुआती सामग्री) का तापमान सही और साफ होना चाहिए। सतह पर स्केल या संदूषण सीधे आपके तैयार उत्पाद में स्थानांतरित हो जाता है। प्री-हीटिंग में समय और ऊर्जा लगती है, जो आपकी उत्पादन लागत को प्रभावित करती है।
डाई से बाहर आने पर पदार्थ गर्म और मुलायम होता है। इसे सहारे की आवश्यकता होती है अन्यथा यह शिथिल और विकृत हो जाता है। अधिकांश एक्सट्रूज़न लाइनों में रोलर्स के साथ रनआउट टेबल होते हैं ताकि ठंडा होने पर सब कुछ सीधा रखा जा सके।
शीतलन दर संपत्तियों को भी प्रभावित करती है। प्रेस के तुरंत बाद कुछ एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं को बुझाने से समाधान ताप उपचार के माध्यम से ताकत में सुधार होता है। अन्य मिश्र धातुओं को टूटने से बचाने के लिए धीमी शीतलन की आवश्यकता होती है।
प्रक्रिया विविधताएँ जिनका आप सामना करेंगे
हाइड्रोस्टैटिक एक्सट्रूज़न यांत्रिक रैम के बजाय द्रव दबाव का उपयोग करता है। बिलेट तरल पदार्थ से भरे एक कक्ष में बैठता है, और दबाव इसे डाई के माध्यम से मजबूर करता है। कम घर्षण, बेहतर सतह फिनिश, लेकिन यह महंगा है और ज्यादातर विशेष अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है।
इम्पैक्ट एक्सट्रूज़न पूरी तरह से अलग है - आप सामग्री को एक मुक्के से मारते हैं और यह उसके चारों ओर पीछे की ओर बहती है। एल्युमीनियम टूथपेस्ट ट्यूब और बैटरी केस इसी तरह बनाए जाते हैं। तेज, अधिक मात्रा के लिए सस्ता, लेकिन आकार सीमित।
घर्षण एक्सट्रूज़न नया है, एक घूमने वाले उपकरण का उपयोग करके जो घर्षण के माध्यम से गर्मी उत्पन्न करता है। सामग्री नरम हो जाती है और बिना पिघले बहने लगती है। भिन्न सामग्रियों को जोड़ने की कुछ दिलचस्प संभावनाएँ, हालाँकि इसने अभी तक मुख्यधारा के उत्पादन को प्रभावित नहीं किया है।
जहां चीजें गलत हो जाती हैं
उपकरण खराब होने से आयाम में धीरे-धीरे परिवर्तन होता है। मर जाता है, विशेषकर तेज कोनों पर। जैसे-जैसे आप अधिक सामग्री को आगे बढ़ाते हैं, -स्पेस में जो शुरू होता है वह धीरे-धीरे खत्म हो जाता है।
तापमान नियंत्रण विफलता बैचों को बर्बाद कर देती है। बहुत अधिक गर्मी होने पर अनाज की अत्यधिक वृद्धि होती है, जिससे ताकत कम हो जाती है। बहुत ठंडा होने के कारण सामग्री ठीक से प्रवाहित नहीं होगी, संभवतः प्रेस जाम हो जाएगी।
अनुचित बिलेट तैयारी दोषों का कारण बनती है। यदि आपके बिलेट में आंतरिक रिक्तियां या संदूषण है, तो वे खामियां पूरे एक्सट्रूज़न के माध्यम से फैलती हैं।
गति अधिकांश ऑपरेटरों की समझ से कहीं अधिक मायने रखती है। सामग्री को बहुत तेजी से धकेलें और आप विरूपण से अतिरिक्त गर्मी उत्पन्न करते हैं, जिससे सामग्री के गुण बदल जाते हैं। बहुत धीमी गति से चलें और उत्पादकता टैंक।
जब वॉल्यूम गिरता है तो अर्थशास्त्र मुश्किल हो जाता है। हजारों फीट के उत्पाद के लिए एक्सट्रूज़न समझ में आता है। छोटी अवधि के लिए, लागत और सेटअप समय आपके मार्जिन को ख़त्म कर देते हैं। प्रति टुकड़ा लागत अधिक होने के बावजूद यहीं पर मशीनिंग या अन्य प्रक्रियाएं हावी हो जाती हैं।