बाहर निकालनाएक प्रकार की बैच बनाने की प्रक्रिया है। इस प्रक्रिया में, एक निश्चित क्रॉस-अनुभागीय आकार प्राप्त करने के लिए वर्कपीस धातु को डाई होल के माध्यम से मजबूर या संपीड़ित किया जाता है।
संक्षेप में, एक्सट्रूज़न एक धातु प्रसंस्करण प्रक्रिया है जिसमें धातु को उसके क्रॉस-सेक्शन को संपीड़ित करने के लिए बढ़े हुए दबाव के तहत डाई होल के माध्यम से मजबूर करना शामिल है।
एक्सट्रूज़न तकनीक के विकास के लिए धन्यवाद, दुनिया ने बार, पाइप और किसी भी आकार के खोखले या ठोस प्रोफाइल का उत्पादन करने के लिए एक्सट्रूज़न पर भरोसा करना शुरू कर दिया है।
क्योंकि इस ऑपरेशन में रिक्त स्थान को डाई के माध्यम से धकेलना या खींचना शामिल है, रिक्त स्थान को बाहर निकालने के लिए आवश्यक बल काफी बड़ा है। हॉट एक्सट्रूज़न सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली विधि है क्योंकि उच्च तापमान पर धातु का विरूपण प्रतिरोध कम होता है, जबकि कोल्ड एक्सट्रूज़न आमतौर पर केवल नरम धातुओं पर ही किया जाता है।
हालाँकि एक्सट्रूज़न की अवधारणा का जन्म मोल्डिंग प्रक्रिया से हुआ था। रिकॉर्ड के अनुसार, 1797 में जोसेफ ब्रामाह नाम के एक इंजीनियर ने एक्सट्रूज़न प्रक्रिया के पेटेंट के लिए आवेदन किया था। परीक्षण में धातु को पहले से गर्म करना और फिर उसे खाली स्थान से पाइप बनाने के लिए डाई कैविटी के माध्यम से मजबूर करना शामिल था। उन्होंने धातु को धकेलने के लिए एक मैनुअल प्लंजर का उपयोग किया।
ब्रम्हा ने एक्सट्रूडर का आविष्कार करने के बाद हाइड्रोलिक प्रक्रिया का आविष्कार किया। फिर, थॉमस बूर ने पाइप (खोखले) का उत्पादन करने के लिए हाइड्रोलिक प्रेस तकनीक और बुनियादी एक्सट्रूज़न तकनीक का उपयोग करके विभिन्न तकनीकों को जोड़ा। उन्होंने 1820 में एक पेटेंट भी प्राप्त किया।
यह तकनीक तब लगातार विकसित हो रही दुनिया के लिए एक बुनियादी ज़रूरत बन गई, और यह प्रक्रिया कठोर धातुओं के लिए उपयुक्त नहीं है। 1894 में, थॉमस बूर ने तांबे और पीतल मिश्र धातुओं के एक्सट्रूज़न की शुरुआत की, जिससे एक्सट्रूज़न तकनीक का विकास हुआ।
एक्सट्रूज़न तकनीक के आविष्कार के बाद से, यह प्रक्रिया कई प्रौद्योगिकियों में विकसित हो गई है जो न्यूनतम संभव लागत पर विभिन्न जटिल संरचनाओं के साथ उत्पादों का उत्पादन करने में सक्षम हैं।
इस गर्म एक्सट्रूज़न प्रक्रिया में, ब्लैंक को उसके पुनर्क्रिस्टलीकरण तापमान से अधिक तापमान पर संसाधित किया जाता है। यह गर्म प्रसंस्करण वर्कपीस को सख्त होने से रोक सकता है और पंच प्रेस के लिए इसे डाई के माध्यम से धकेलना आसान बना सकता है।
हॉट एक्सट्रूज़न आमतौर पर क्षैतिज हाइड्रोलिक प्रेस पर किया जाता है। इस प्रक्रिया में शामिल दबाव 30 एमपीए से 700 एमपीए तक हो सकता है। बरकरार उच्च दबाव के लिए, स्नेहन अपनाया जाता है। तेल या ग्रेफाइट का उपयोग कम तापमान वाले प्रोफाइल के लिए स्नेहक के रूप में किया जाता है, और ग्लास पाउडर का उपयोग उच्च तापमान वाले प्रोफाइल के लिए किया जाता है। उच्च-गुणवत्ता संचालन प्राप्त करने के लिए रिक्त स्थान को 0.5 टीएम और 0.75 टीएम के बीच गर्मी प्रदान करें।
आमतौर पर उपयोग की जाने वाली कई सामग्रियों के लिए गर्म एक्सट्रूज़न तापमान इस प्रकार हैं:
सामग्री तापमान (डिग्री सेल्सियस):
एल्युमीनियम 350 से 500, तांबा 600 से 1100, मैग्नीशियम 350 से 450, निकेल 1000 से 1200, स्टील 1200 से 1300, टाइटेनियम 700 से 1200, पीवीसी180 नायलॉन290।
लाभ:
● आवश्यकतानुसार विकृति को नियंत्रित किया जा सकता है।
● वर्क हार्डनिंग के कारण बिलेट मजबूत नहीं होगी।
● कम दबाव की आवश्यकता होती है।
● समय से पहले दरार वाली सामग्रियों को भी संसाधित किया जा सकता है।
नुकसान:
● ख़राब सतह फ़िनिश.
● आयामी सटीकता प्रभावित होगी।
● कंटेनर का जीवनकाल कम करें।
● सतह ऑक्सीकरण की संभावना.
यह धातु को गोली से मारकर धातु को आकार देने की प्रक्रिया है। यह दस्तक किसी बंद गुहा में मुक्का या मुक्का मारकर की जाती है। प्लंजर धातु को डाई कैविटी के माध्यम से धकेलता है, जिससे ठोस रिक्त स्थान ठोस आकार में बदल जाता है।
इस प्रक्रिया में, वर्कपीस को कमरे के तापमान पर या कमरे के तापमान से थोड़ा ऊपर विकृत कर दिया जाता है।
बहुत अधिक बल की आवश्यकता के लिए, इस तकनीक में एक शक्तिशाली हाइड्रोलिक प्रेस का उपयोग किया जाता है। दबाव सीमा 3000 एमपीए तक पहुंच सकती है।
लाभ:
● कोई ऑक्सीकरण नहीं.
● उत्पाद की ताकत बढ़ाएँ।
● सख्त सहनशीलता.
● सतह की फिनिश में सुधार करें।
● कठोरता बढ़ जाती है।
नुकसान:
● अधिक बल की आवश्यकता है।
● चलाने के लिए अधिक शक्ति की आवश्यकता होती है।
● गैर-नमनीय सामग्रियों को संसाधित नहीं किया जा सकता है।
● निकाली गई सामग्री का तनाव सख्त होना एक सीमा है।
वार्म एक्सट्रूज़न कमरे के तापमान से ऊपर और सामग्री के पुन: क्रिस्टलीकरण तापमान से नीचे रिक्त स्थान को बाहर निकालने की प्रक्रिया है। इस प्रक्रिया का उपयोग उन मामलों में किया जाता है जहां बाहर निकालना के दौरान सामग्री में सूक्ष्म संरचनात्मक परिवर्तनों को रोका जाना चाहिए।
यह प्रक्रिया आवश्यक बल और लचीलेपन का उचित संतुलन प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण है। इस ऑपरेशन में उपयोग की जाने वाली किसी भी धातु का तापमान 424 डिग्री सेल्सियस से 975 डिग्री सेल्सियस तक हो सकता है।
लाभ:
● ताकत में वृद्धि।
● उत्पाद की कठोरता में वृद्धि।
● ऑक्सीकरण की कमी।
● बहुत छोटी सहनशीलता हासिल की जा सकती है।
नुकसान:
● गैर-नमनीय सामग्री को बाहर नहीं निकाला जा सकता।
● इसके अलावा, एक हीटिंग डिवाइस भी है।
घर्षण एक्सट्रूज़न तकनीक में, रिक्त स्थान और कंटेनर को विपरीत दिशाओं में घूमने के लिए मजबूर किया जाता है। साथ ही, आवश्यक सामग्री का उत्पादन करने के लिए ऑपरेशन के दौरान रिक्त स्थान को डाई कैविटी के माध्यम से धकेला जाता है।
यह प्रक्रिया चार्जिंग और डाई के बीच सापेक्ष घूर्णी गति से प्रभावित होती है। चार्जिंग और डाई की सापेक्ष घूर्णी गति का प्रक्रिया पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।
सबसे पहले, यह बड़ी मात्रा में कतरनी तनाव का कारण बनेगा, जिसके परिणामस्वरूप रिक्त स्थान का प्लास्टिक विरूपण होगा। दूसरा, रिक्त स्थान और डाई के बीच सापेक्ष गति के दौरान बड़ी मात्रा में गर्मी उत्पन्न होगी। इसलिए, पहले से गरम करने की कोई आवश्यकता नहीं है और प्रक्रिया अधिक कुशल है।
यह विभिन्न पूर्ववर्ती चार्ज जैसे धातु पाउडर, फ्लेक्स, संसाधित अपशिष्ट (चिप्स या छीलन) या ठोस रिक्त स्थान से सीधे मूल रूप से समेकित तार, छड़, पाइप और अन्य गैर-गोलाकार धातु ज्यामिति उत्पन्न कर सकता है।
लाभ:
● हीटिंग की आवश्यकता नहीं है।
● कतरनी तनाव उत्पन्न होने से उत्पाद की थकान शक्ति में सुधार हो सकता है।
● किसी भी प्रकार की सामग्री को रिक्त स्थान के रूप में उपयोग किया जा सकता है, जिससे यह प्रक्रिया किफायती हो जाती है।
● कम ऊर्जा इनपुट.
● बेहतर संक्षारण प्रतिरोध।
नुकसान:
● अपेक्षित ऑक्सीकरण।
● उच्च प्रारंभिक सेटअप।
● जटिल मशीनरी।
जैसा कि इसके नाम से समझा जा सकता है, इस प्रक्रिया में सब-मिलीमीटर रेंज में उत्पादों का उत्पादन शामिल है।
मैक्रो एक्सट्रूज़न के समान, यहां रिक्त स्थान पर अपेक्षित आकार उत्पन्न करने के लिए रिक्त स्थान को डाई होल के माध्यम से मजबूर किया जाता है। आउटपुट 1 मिमी वर्ग से गुजर सकता है।
फॉरवर्ड या डायरेक्ट और रिवर्स या इनडायरेक्ट माइक्रो एक्सट्रूज़न सूक्ष्म घटकों के उत्पादन के लिए इस युग में उपयोग की जाने वाली दो सबसे बुनियादी तकनीकें हैं। फॉरवर्ड माइक्रो एक्सट्रूज़न में, प्लंजर आगे बढ़ने के लिए रिक्त स्थान को चलाता है। रिक्त स्थान की गति की दिशा समान है। रिवर्स माइक्रो एक्सट्रूज़न में, प्लंजर और ब्लैंक की गति दिशाएं विपरीत होती हैं। बायोएब्जॉर्बेबल स्टेंट से लेकर दवा-नियंत्रित रिलीज सिस्टम तक, अवशोषित और प्रत्यारोपण योग्य चिकित्सा उपकरण घटकों के उत्पादन में माइक्रो एक्सट्रूज़न का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यांत्रिक क्षेत्र में, माइक्रो गियर, माइक्रो पाइप और अन्य पहलुओं के निर्माण में अनुप्रयोगों को व्यापक रूप से देखा जा सकता है।
लाभ:
● बहुत जटिल क्रॉस-सेक्शन बनाए जा सकते हैं।
● छोटे-छोटे तत्व बनाये जा सकते हैं।
● बेहतर ज्यामितीय सहनशीलता।
नुकसान:
● हमारी जरूरतों को पूरा करने के लिए एक छोटी डाई और एक कंटेनर का निर्माण एक चुनौती है।
● कुशल श्रमिकों की आवश्यकता है।
प्रत्यक्ष एक्सट्रूज़न प्रक्रिया में, धातु के रिक्त स्थान को पहले एक कंटेनर में रखा जाता है। कंटेनर में एक डाई होल बनता है। प्लंजर का उपयोग उत्पाद बनाने के लिए डाई होल के माध्यम से खाली धातु को धकेलने के लिए किया जाता है।
इस प्रकार में, धातु प्रवाह की दिशा प्लंजर की गति दिशा के समान होती है।
जब ब्लैंक को डाई ओपनिंग की ओर बढ़ने के लिए मजबूर किया जाता है, तो ब्लैंक सतह और कंटेनर की दीवार के बीच बड़ी मात्रा में घर्षण उत्पन्न होगा। घर्षण के अस्तित्व के कारण, प्लंजर बल को बहुत अधिक बढ़ाने की आवश्यकता होती है, जिससे अधिक बिजली की खपत होती है।
इस प्रक्रिया में, टंगस्टन और टाइटेनियम मिश्र धातुओं जैसी भंगुर धातुओं को बाहर निकालना बहुत मुश्किल है क्योंकि वे इस प्रक्रिया के दौरान टूट जाएंगी। पूरी प्रक्रिया के दौरान तनाव माइक्रोक्रैक के तेजी से निर्माण को बढ़ावा देता है, जिससे फ्रैक्चर हो जाता है।
टंगस्टन और टाइटेनियम मिश्र धातु जैसी भंगुर धातुओं को बाहर निकालना मुश्किल है क्योंकि वे प्रसंस्करण के दौरान टूट जाएंगे। तनाव के कारण माइक्रोक्रैक तेजी से बनते हैं, जिससे फ्रैक्चर हो जाता है।
इसके अलावा, रिक्त स्थान की सतह पर ऑक्साइड परत की उपस्थिति से घर्षण बढ़ जाएगा। यह ऑक्साइड परत बाहर निकाले गए उत्पाद में दोष पैदा कर सकती है।
इस समस्या को दूर करने के लिए, घर्षण को कम करने में मदद के लिए गेट और वर्किंग ब्लैंक के बीच एक डमी ब्लॉक रखा जाता है।
उदाहरण पाइप, डिब्बे, कप, पिनियन, शाफ्ट और अन्य निकाले गए उत्पाद हैं।
प्रत्येक एक्सट्रूज़न के अंत में रिक्त स्थान के कुछ हिस्से हमेशा बने रहते हैं। इसे बट कहा जाता है. डाई निकास पर तुरंत इसे उत्पाद से काट दें।
लाभ:
● यह प्रक्रिया लंबे वर्कपीस को बाहर निकाल सकती है।
● सामग्री के यांत्रिक गुणों में सुधार।
● अच्छी सतह फिनिश।
● गर्म और ठंडा दोनों तरह का एक्सट्रूज़न संभव है।
● लगातार संचालन में सक्षम।
नुकसान:
● भंगुर धातुओं को बाहर नहीं निकाला जा सकता।
● बड़ी ताकत और उच्च शक्ति की आवश्यकताएं।
● ऑक्सीकरण की सम्भावना।
इस रिवर्स एक्सट्रूज़न प्रक्रिया में, डाई स्थिर रहती है जबकि ब्लैंक और कंटेनर एक साथ चलते हैं। डाई को कंटेनर के बजाय प्लंजर पर लगाया जाता है।
जब ब्लैंक को दबाया जाता है तो धातु प्लंजर के किनारे पर बने डाई होल से प्लंजर की गति के विपरीत दिशा में प्रवाहित होती है।
जब रिक्त स्थान को संपीड़ित किया जाता है, तो सामग्री मैंड्रेल के बीच से गुजरेगी और इस प्रकार डाई ओपनिंग से होकर गुजरेगी।
चूंकि रिक्त स्थान और कंटेनर के बीच कोई सापेक्ष गति नहीं है, इसलिए कोई घर्षण दर्ज नहीं किया गया है। प्रत्यक्ष एक्सट्रूज़न की तुलना में, इससे प्रक्रिया में सुधार होता है और इसके परिणामस्वरूप प्रत्यक्ष एक्सट्रूज़न की तुलना में कम प्लंजर बल का उपयोग होता है।
डाई को स्थिर रखने के लिए, कंटेनर की लंबाई से अधिक लंबी "रॉड" का उपयोग किया जाता है। रॉड की कॉलम ताकत अंतिम और अधिकतम एक्सट्रूज़न लंबाई निर्धारित करती है। चूँकि रिक्त स्थान कंटेनर के साथ चलता है, सभी घर्षण आसानी से समाप्त हो जाते हैं।
लाभ:
● कम एक्सट्रूज़न बल की आवश्यकता होती है।
● छोटे क्रॉस-सेक्शन को बाहर निकाल सकते हैं।
● घर्षण में 30% की कमी।
● परिचालन गति बढ़ाएँ।
● बहुत कम घिसाव दर्ज किया गया है।
● अधिक सुसंगत धातु प्रवाह के कारण, एक्सट्रूज़न दोष या मोटे दाने वाले रिंग ज़ोन की संभावना कम होती है।
नुकसान:
● निकाली गई सामग्री का क्रॉस-सेक्शन उपयोग की गई छड़ के आकार से सीमित होता है।
● एक्सट्रूज़न के बाद अवशिष्ट तनाव की संभावना।
● अशुद्धियाँ और दोष सतह की फिनिश को प्रभावित कर सकते हैं और उत्पाद को प्रभावित कर सकते हैं।
हाइड्रोस्टैटिक एक्सट्रूज़न प्रक्रिया में, रिक्त स्थान कंटेनर में तरल पदार्थ से घिरा होता है, और प्लंजर के आगे की गति से तरल पदार्थ को रिक्त स्थान की ओर धकेल दिया जाता है। कंटेनर के अंदर घर्षण रहित तरल पदार्थ के कारण, डाई होल पर बहुत कम घर्षण होता है।
कंटेनर के छेद को भरते समय, रिक्त स्थान परेशान नहीं होगा क्योंकि यह एक समान हाइड्रोस्टेटिक दबाव के अधीन है। यह सफलतापूर्वक विशाल लंबाई-से-व्यास अनुपात के साथ रिक्त स्थान तैयार करता है। यहां तक कि कॉइल को पूरी तरह से बाहर निकाला जा सकता है या असमान क्रॉस-सेक्शन हो सकते हैं।
हाइड्रोस्टैटिक एक्सट्रूज़न और डायरेक्ट एक्सट्रूज़न के बीच मुख्य अंतर यह है कि हाइड्रोस्टैटिक एक्सट्रूज़न प्रक्रिया के दौरान कंटेनर और ब्लैंक के बीच कोई सीधा संपर्क नहीं होता है।
उच्च तापमान पर काम करते समय विशेष तरल पदार्थ और प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है।
जब सामग्री हाइड्रोस्टैटिक दबाव के अधीन होती है और कोई घर्षण नहीं होता है, तो इसकी लचीलापन बढ़ जाती है। इसलिए, यह विधि उन धातुओं के लिए उपयुक्त हो सकती है जो विशिष्ट एक्सट्रूज़न विधियों के लिए बहुत भंगुर हैं।
इस विधि का उपयोग तन्य धातुओं के लिए किया जाता है और उच्च संपीड़न अनुपात की अनुमति देता है।
लाभ:
● एक्सट्रूडेड उत्पाद में उत्कृष्ट सतह पॉलिशिंग प्रभाव और सटीक आयाम हैं। ● घर्षण की कोई समस्या नहीं है.
● बल की आवश्यकताएं कम करें।
● इस प्रक्रिया में कोई भी रिक्त अवशेष नहीं है।
● समान सामग्री प्रवाह।
नुकसान:
● उच्च तापमान पर संचालन करते समय, विशेष तरल पदार्थ और प्रक्रियाओं का उपयोग किया जाना चाहिए।
● काम करने से पहले, प्रत्येक रिक्त स्थान को तैयार किया जाना चाहिए और एक छोर पर टेप किया जाना चाहिए।
● द्रव को नियंत्रित करना कठिन होता है।
मेटल एक्सट्रूडेड प्रोफाइल बनाने के लिए इम्पैक्ट एक्सट्रूज़न एक अन्य मुख्य विधि है। पारंपरिक एक्सट्रूज़न प्रक्रियाओं की तुलना में, जिसमें सामग्रियों को नरम करने के लिए उच्च तापमान की आवश्यकता होती है, प्रभाव एक्सट्रूज़न आमतौर पर ठंडे धातु के रिक्त स्थान का उपयोग करता है। ये रिक्त स्थान उच्च दबाव और उच्च दक्षता के तहत निकाले जाते हैं।
पारंपरिक इम्पैक्ट एक्सट्रूज़न ऑपरेशन के दौरान, एक उचित रूप से चिकनाईयुक्त ब्लॉक को डाई कैविटी में रखा जाता है और एक ही झटके में एक पंच द्वारा मारा जाता है। इससे धातु डाई और पंच के बीच के अंतराल के माध्यम से पंच के चारों ओर वापस प्रवाहित होती है।
यह प्रक्रिया सीसा, एल्यूमीनियम या टिन जैसी नरम सामग्री के लिए अधिक उपयुक्त है।
यह प्रक्रिया सदैव ठंडी अवस्था में की जाती है। पिछड़े प्रभाव की प्रक्रिया बहुत पतली दीवारों की अनुमति देती है। उदाहरण के लिए, टूथपेस्ट ट्यूब या बैटरी केस बनाना।
इसे तेज गति से और कम स्ट्रोक के साथ किया जाता है। दबाव लगाने के बजाय, डाई के माध्यम से रिक्त स्थान को बाहर निकालने के लिए प्रभाव दबाव का उपयोग किया जाता है। दूसरी ओर, प्रभाव आगे या पीछे की ओर बाहर निकालना या दोनों के मिश्रण द्वारा किया जा सकता है।
लाभ:
● उल्लेखनीय रूप से कम आकार।
● तेज प्रक्रिया. प्रसंस्करण समय 90% तक कम हो जाता है।
● उत्पादकता बढ़ाएँ।
● सहनशीलता अखंडता में सुधार।
● कच्चे माल की 90% तक बचत करें।
नुकसान:
● बहुत अधिक संपीडन बल की आवश्यकता होती है।
● रिक्त स्थान का आकार एक सीमा है।
● कार्य तापमान.
● उपकरण डिज़ाइन, क्षैतिज या ऊर्ध्वाधर।
● एक्सट्रूज़न प्रकार.
● एक्सट्रूज़न अनुपात.
● विरूपण मात्रा.
● घर्षण पैरामीटर।
● पाइप और खोखले पाइप के उत्पादन में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। और इसका उपयोग प्लास्टिक की वस्तुओं के उत्पादन में भी किया जाता है।
● एक्सट्रूज़न प्रक्रिया का उपयोग ऑटोमोटिव उद्योग में फ्रेम, दरवाजे और खिड़कियां आदि बनाने के लिए किया जाता है।
● धातु एल्यूमीनियम का उपयोग कई उद्योगों में संरचनात्मक कार्यों के लिए किया जाता है।
बाहर निकालनाएक प्रकार की बैच बनाने की प्रक्रिया है। इस प्रक्रिया में, एक निश्चित क्रॉस-अनुभागीय आकार प्राप्त करने के लिए वर्कपीस धातु को डाई होल के माध्यम से मजबूर या संपीड़ित किया जाता है।
संक्षेप में, एक्सट्रूज़न एक धातु प्रसंस्करण प्रक्रिया है जिसमें धातु को उसके क्रॉस-सेक्शन को संपीड़ित करने के लिए बढ़े हुए दबाव के तहत डाई होल के माध्यम से मजबूर करना शामिल है।
एक्सट्रूज़न तकनीक के विकास के लिए धन्यवाद, दुनिया ने बार, पाइप और किसी भी आकार के खोखले या ठोस प्रोफाइल का उत्पादन करने के लिए एक्सट्रूज़न पर भरोसा करना शुरू कर दिया है।
क्योंकि इस ऑपरेशन में रिक्त स्थान को डाई के माध्यम से धकेलना या खींचना शामिल है, रिक्त स्थान को बाहर निकालने के लिए आवश्यक बल काफी बड़ा है। हॉट एक्सट्रूज़न सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली विधि है क्योंकि उच्च तापमान पर धातु का विरूपण प्रतिरोध कम होता है, जबकि कोल्ड एक्सट्रूज़न आमतौर पर केवल नरम धातुओं पर ही किया जाता है।
हालाँकि एक्सट्रूज़न की अवधारणा का जन्म मोल्डिंग प्रक्रिया से हुआ था। रिकॉर्ड के अनुसार, 1797 में जोसेफ ब्रामाह नाम के एक इंजीनियर ने एक्सट्रूज़न प्रक्रिया के पेटेंट के लिए आवेदन किया था। परीक्षण में धातु को पहले से गर्म करना और फिर उसे खाली स्थान से पाइप बनाने के लिए डाई कैविटी के माध्यम से मजबूर करना शामिल था। उन्होंने धातु को धकेलने के लिए एक मैनुअल प्लंजर का उपयोग किया।
ब्रम्हा ने एक्सट्रूडर का आविष्कार करने के बाद हाइड्रोलिक प्रक्रिया का आविष्कार किया। फिर, थॉमस बूर ने पाइप (खोखले) का उत्पादन करने के लिए हाइड्रोलिक प्रेस तकनीक और बुनियादी एक्सट्रूज़न तकनीक का उपयोग करके विभिन्न तकनीकों को जोड़ा। उन्होंने 1820 में एक पेटेंट भी प्राप्त किया।
यह तकनीक तब लगातार विकसित हो रही दुनिया के लिए एक बुनियादी ज़रूरत बन गई, और यह प्रक्रिया कठोर धातुओं के लिए उपयुक्त नहीं है। 1894 में, थॉमस बूर ने तांबे और पीतल मिश्र धातुओं के एक्सट्रूज़न की शुरुआत की, जिससे एक्सट्रूज़न तकनीक का विकास हुआ।
एक्सट्रूज़न तकनीक के आविष्कार के बाद से, यह प्रक्रिया कई प्रौद्योगिकियों में विकसित हो गई है जो न्यूनतम संभव लागत पर विभिन्न जटिल संरचनाओं के साथ उत्पादों का उत्पादन करने में सक्षम हैं।
इस गर्म एक्सट्रूज़न प्रक्रिया में, ब्लैंक को उसके पुनर्क्रिस्टलीकरण तापमान से अधिक तापमान पर संसाधित किया जाता है। यह गर्म प्रसंस्करण वर्कपीस को सख्त होने से रोक सकता है और पंच प्रेस के लिए इसे डाई के माध्यम से धकेलना आसान बना सकता है।
हॉट एक्सट्रूज़न आमतौर पर क्षैतिज हाइड्रोलिक प्रेस पर किया जाता है। इस प्रक्रिया में शामिल दबाव 30 एमपीए से 700 एमपीए तक हो सकता है। बरकरार उच्च दबाव के लिए, स्नेहन अपनाया जाता है। तेल या ग्रेफाइट का उपयोग कम तापमान वाले प्रोफाइल के लिए स्नेहक के रूप में किया जाता है, और ग्लास पाउडर का उपयोग उच्च तापमान वाले प्रोफाइल के लिए किया जाता है। उच्च-गुणवत्ता संचालन प्राप्त करने के लिए रिक्त स्थान को 0.5 टीएम और 0.75 टीएम के बीच गर्मी प्रदान करें।
आमतौर पर उपयोग की जाने वाली कई सामग्रियों के लिए गर्म एक्सट्रूज़न तापमान इस प्रकार हैं:
सामग्री तापमान (डिग्री सेल्सियस):
एल्युमीनियम 350 से 500, तांबा 600 से 1100, मैग्नीशियम 350 से 450, निकेल 1000 से 1200, स्टील 1200 से 1300, टाइटेनियम 700 से 1200, पीवीसी180 नायलॉन290।
लाभ:
● आवश्यकतानुसार विकृति को नियंत्रित किया जा सकता है।
● वर्क हार्डनिंग के कारण बिलेट मजबूत नहीं होगी।
● कम दबाव की आवश्यकता होती है।
● समय से पहले दरार वाली सामग्रियों को भी संसाधित किया जा सकता है।
नुकसान:
● ख़राब सतह फ़िनिश.
● आयामी सटीकता प्रभावित होगी।
● कंटेनर का जीवनकाल कम करें।
● सतह ऑक्सीकरण की संभावना.
यह धातु को गोली से मारकर धातु को आकार देने की प्रक्रिया है। यह दस्तक किसी बंद गुहा में मुक्का या मुक्का मारकर की जाती है। प्लंजर धातु को डाई कैविटी के माध्यम से धकेलता है, जिससे ठोस रिक्त स्थान ठोस आकार में बदल जाता है।
इस प्रक्रिया में, वर्कपीस को कमरे के तापमान पर या कमरे के तापमान से थोड़ा ऊपर विकृत कर दिया जाता है।
बहुत अधिक बल की आवश्यकता के लिए, इस तकनीक में एक शक्तिशाली हाइड्रोलिक प्रेस का उपयोग किया जाता है। दबाव सीमा 3000 एमपीए तक पहुंच सकती है।
लाभ:
● कोई ऑक्सीकरण नहीं.
● उत्पाद की ताकत बढ़ाएँ।
● सख्त सहनशीलता.
● सतह की फिनिश में सुधार करें।
● कठोरता बढ़ जाती है।
नुकसान:
● अधिक बल की आवश्यकता है।
● चलाने के लिए अधिक शक्ति की आवश्यकता होती है।
● गैर-नमनीय सामग्रियों को संसाधित नहीं किया जा सकता है।
● निकाली गई सामग्री का तनाव सख्त होना एक सीमा है।
वार्म एक्सट्रूज़न कमरे के तापमान से ऊपर और सामग्री के पुन: क्रिस्टलीकरण तापमान से नीचे रिक्त स्थान को बाहर निकालने की प्रक्रिया है। इस प्रक्रिया का उपयोग उन मामलों में किया जाता है जहां बाहर निकालना के दौरान सामग्री में सूक्ष्म संरचनात्मक परिवर्तनों को रोका जाना चाहिए।
यह प्रक्रिया आवश्यक बल और लचीलेपन का उचित संतुलन प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण है। इस ऑपरेशन में उपयोग की जाने वाली किसी भी धातु का तापमान 424 डिग्री सेल्सियस से 975 डिग्री सेल्सियस तक हो सकता है।
लाभ:
● ताकत में वृद्धि।
● उत्पाद की कठोरता में वृद्धि।
● ऑक्सीकरण की कमी।
● बहुत छोटी सहनशीलता हासिल की जा सकती है।
नुकसान:
● गैर-नमनीय सामग्री को बाहर नहीं निकाला जा सकता।
● इसके अलावा, एक हीटिंग डिवाइस भी है।
घर्षण एक्सट्रूज़न तकनीक में, रिक्त स्थान और कंटेनर को विपरीत दिशाओं में घूमने के लिए मजबूर किया जाता है। साथ ही, आवश्यक सामग्री का उत्पादन करने के लिए ऑपरेशन के दौरान रिक्त स्थान को डाई कैविटी के माध्यम से धकेला जाता है।
यह प्रक्रिया चार्जिंग और डाई के बीच सापेक्ष घूर्णी गति से प्रभावित होती है। चार्जिंग और डाई की सापेक्ष घूर्णी गति का प्रक्रिया पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।
सबसे पहले, यह बड़ी मात्रा में कतरनी तनाव का कारण बनेगा, जिसके परिणामस्वरूप रिक्त स्थान का प्लास्टिक विरूपण होगा। दूसरा, रिक्त स्थान और डाई के बीच सापेक्ष गति के दौरान बड़ी मात्रा में गर्मी उत्पन्न होगी। इसलिए, पहले से गरम करने की कोई आवश्यकता नहीं है और प्रक्रिया अधिक कुशल है।
यह विभिन्न पूर्ववर्ती चार्ज जैसे धातु पाउडर, फ्लेक्स, संसाधित अपशिष्ट (चिप्स या छीलन) या ठोस रिक्त स्थान से सीधे मूल रूप से समेकित तार, छड़, पाइप और अन्य गैर-गोलाकार धातु ज्यामिति उत्पन्न कर सकता है।
लाभ:
● हीटिंग की आवश्यकता नहीं है।
● कतरनी तनाव उत्पन्न होने से उत्पाद की थकान शक्ति में सुधार हो सकता है।
● किसी भी प्रकार की सामग्री को रिक्त स्थान के रूप में उपयोग किया जा सकता है, जिससे यह प्रक्रिया किफायती हो जाती है।
● कम ऊर्जा इनपुट.
● बेहतर संक्षारण प्रतिरोध।
नुकसान:
● अपेक्षित ऑक्सीकरण।
● उच्च प्रारंभिक सेटअप।
● जटिल मशीनरी।
जैसा कि इसके नाम से समझा जा सकता है, इस प्रक्रिया में सब-मिलीमीटर रेंज में उत्पादों का उत्पादन शामिल है।
मैक्रो एक्सट्रूज़न के समान, यहां रिक्त स्थान पर अपेक्षित आकार उत्पन्न करने के लिए रिक्त स्थान को डाई होल के माध्यम से मजबूर किया जाता है। आउटपुट 1 मिमी वर्ग से गुजर सकता है।
फॉरवर्ड या डायरेक्ट और रिवर्स या इनडायरेक्ट माइक्रो एक्सट्रूज़न सूक्ष्म घटकों के उत्पादन के लिए इस युग में उपयोग की जाने वाली दो सबसे बुनियादी तकनीकें हैं। फॉरवर्ड माइक्रो एक्सट्रूज़न में, प्लंजर आगे बढ़ने के लिए रिक्त स्थान को चलाता है। रिक्त स्थान की गति की दिशा समान है। रिवर्स माइक्रो एक्सट्रूज़न में, प्लंजर और ब्लैंक की गति दिशाएं विपरीत होती हैं। बायोएब्जॉर्बेबल स्टेंट से लेकर दवा-नियंत्रित रिलीज सिस्टम तक, अवशोषित और प्रत्यारोपण योग्य चिकित्सा उपकरण घटकों के उत्पादन में माइक्रो एक्सट्रूज़न का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यांत्रिक क्षेत्र में, माइक्रो गियर, माइक्रो पाइप और अन्य पहलुओं के निर्माण में अनुप्रयोगों को व्यापक रूप से देखा जा सकता है।
लाभ:
● बहुत जटिल क्रॉस-सेक्शन बनाए जा सकते हैं।
● छोटे-छोटे तत्व बनाये जा सकते हैं।
● बेहतर ज्यामितीय सहनशीलता।
नुकसान:
● हमारी जरूरतों को पूरा करने के लिए एक छोटी डाई और एक कंटेनर का निर्माण एक चुनौती है।
● कुशल श्रमिकों की आवश्यकता है।
प्रत्यक्ष एक्सट्रूज़न प्रक्रिया में, धातु के रिक्त स्थान को पहले एक कंटेनर में रखा जाता है। कंटेनर में एक डाई होल बनता है। प्लंजर का उपयोग उत्पाद बनाने के लिए डाई होल के माध्यम से खाली धातु को धकेलने के लिए किया जाता है।
इस प्रकार में, धातु प्रवाह की दिशा प्लंजर की गति दिशा के समान होती है।
जब ब्लैंक को डाई ओपनिंग की ओर बढ़ने के लिए मजबूर किया जाता है, तो ब्लैंक सतह और कंटेनर की दीवार के बीच बड़ी मात्रा में घर्षण उत्पन्न होगा। घर्षण के अस्तित्व के कारण, प्लंजर बल को बहुत अधिक बढ़ाने की आवश्यकता होती है, जिससे अधिक बिजली की खपत होती है।
इस प्रक्रिया में, टंगस्टन और टाइटेनियम मिश्र धातुओं जैसी भंगुर धातुओं को बाहर निकालना बहुत मुश्किल है क्योंकि वे इस प्रक्रिया के दौरान टूट जाएंगी। पूरी प्रक्रिया के दौरान तनाव माइक्रोक्रैक के तेजी से निर्माण को बढ़ावा देता है, जिससे फ्रैक्चर हो जाता है।
टंगस्टन और टाइटेनियम मिश्र धातु जैसी भंगुर धातुओं को बाहर निकालना मुश्किल है क्योंकि वे प्रसंस्करण के दौरान टूट जाएंगे। तनाव के कारण माइक्रोक्रैक तेजी से बनते हैं, जिससे फ्रैक्चर हो जाता है।
इसके अलावा, रिक्त स्थान की सतह पर ऑक्साइड परत की उपस्थिति से घर्षण बढ़ जाएगा। यह ऑक्साइड परत बाहर निकाले गए उत्पाद में दोष पैदा कर सकती है।
इस समस्या को दूर करने के लिए, घर्षण को कम करने में मदद के लिए गेट और वर्किंग ब्लैंक के बीच एक डमी ब्लॉक रखा जाता है।
उदाहरण पाइप, डिब्बे, कप, पिनियन, शाफ्ट और अन्य निकाले गए उत्पाद हैं।
प्रत्येक एक्सट्रूज़न के अंत में रिक्त स्थान के कुछ हिस्से हमेशा बने रहते हैं। इसे बट कहा जाता है. डाई निकास पर तुरंत इसे उत्पाद से काट दें।
लाभ:
● यह प्रक्रिया लंबे वर्कपीस को बाहर निकाल सकती है।
● सामग्री के यांत्रिक गुणों में सुधार।
● अच्छी सतह फिनिश।
● गर्म और ठंडा दोनों तरह का एक्सट्रूज़न संभव है।
● लगातार संचालन में सक्षम।
नुकसान:
● भंगुर धातुओं को बाहर नहीं निकाला जा सकता।
● बड़ी ताकत और उच्च शक्ति की आवश्यकताएं।
● ऑक्सीकरण की सम्भावना।
इस रिवर्स एक्सट्रूज़न प्रक्रिया में, डाई स्थिर रहती है जबकि ब्लैंक और कंटेनर एक साथ चलते हैं। डाई को कंटेनर के बजाय प्लंजर पर लगाया जाता है।
जब ब्लैंक को दबाया जाता है तो धातु प्लंजर के किनारे पर बने डाई होल से प्लंजर की गति के विपरीत दिशा में प्रवाहित होती है।
जब रिक्त स्थान को संपीड़ित किया जाता है, तो सामग्री मैंड्रेल के बीच से गुजरेगी और इस प्रकार डाई ओपनिंग से होकर गुजरेगी।
चूंकि रिक्त स्थान और कंटेनर के बीच कोई सापेक्ष गति नहीं है, इसलिए कोई घर्षण दर्ज नहीं किया गया है। प्रत्यक्ष एक्सट्रूज़न की तुलना में, इससे प्रक्रिया में सुधार होता है और इसके परिणामस्वरूप प्रत्यक्ष एक्सट्रूज़न की तुलना में कम प्लंजर बल का उपयोग होता है।
डाई को स्थिर रखने के लिए, कंटेनर की लंबाई से अधिक लंबी "रॉड" का उपयोग किया जाता है। रॉड की कॉलम ताकत अंतिम और अधिकतम एक्सट्रूज़न लंबाई निर्धारित करती है। चूँकि रिक्त स्थान कंटेनर के साथ चलता है, सभी घर्षण आसानी से समाप्त हो जाते हैं।
लाभ:
● कम एक्सट्रूज़न बल की आवश्यकता होती है।
● छोटे क्रॉस-सेक्शन को बाहर निकाल सकते हैं।
● घर्षण में 30% की कमी।
● परिचालन गति बढ़ाएँ।
● बहुत कम घिसाव दर्ज किया गया है।
● अधिक सुसंगत धातु प्रवाह के कारण, एक्सट्रूज़न दोष या मोटे दाने वाले रिंग ज़ोन की संभावना कम होती है।
नुकसान:
● निकाली गई सामग्री का क्रॉस-सेक्शन उपयोग की गई छड़ के आकार से सीमित होता है।
● एक्सट्रूज़न के बाद अवशिष्ट तनाव की संभावना।
● अशुद्धियाँ और दोष सतह की फिनिश को प्रभावित कर सकते हैं और उत्पाद को प्रभावित कर सकते हैं।
हाइड्रोस्टैटिक एक्सट्रूज़न प्रक्रिया में, रिक्त स्थान कंटेनर में तरल पदार्थ से घिरा होता है, और प्लंजर के आगे की गति से तरल पदार्थ को रिक्त स्थान की ओर धकेल दिया जाता है। कंटेनर के अंदर घर्षण रहित तरल पदार्थ के कारण, डाई होल पर बहुत कम घर्षण होता है।
कंटेनर के छेद को भरते समय, रिक्त स्थान परेशान नहीं होगा क्योंकि यह एक समान हाइड्रोस्टेटिक दबाव के अधीन है। यह सफलतापूर्वक विशाल लंबाई-से-व्यास अनुपात के साथ रिक्त स्थान तैयार करता है। यहां तक कि कॉइल को पूरी तरह से बाहर निकाला जा सकता है या असमान क्रॉस-सेक्शन हो सकते हैं।
हाइड्रोस्टैटिक एक्सट्रूज़न और डायरेक्ट एक्सट्रूज़न के बीच मुख्य अंतर यह है कि हाइड्रोस्टैटिक एक्सट्रूज़न प्रक्रिया के दौरान कंटेनर और ब्लैंक के बीच कोई सीधा संपर्क नहीं होता है।
उच्च तापमान पर काम करते समय विशेष तरल पदार्थ और प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है।
जब सामग्री हाइड्रोस्टैटिक दबाव के अधीन होती है और कोई घर्षण नहीं होता है, तो इसकी लचीलापन बढ़ जाती है। इसलिए, यह विधि उन धातुओं के लिए उपयुक्त हो सकती है जो विशिष्ट एक्सट्रूज़न विधियों के लिए बहुत भंगुर हैं।
इस विधि का उपयोग तन्य धातुओं के लिए किया जाता है और उच्च संपीड़न अनुपात की अनुमति देता है।
लाभ:
● एक्सट्रूडेड उत्पाद में उत्कृष्ट सतह पॉलिशिंग प्रभाव और सटीक आयाम हैं। ● घर्षण की कोई समस्या नहीं है.
● बल की आवश्यकताएं कम करें।
● इस प्रक्रिया में कोई भी रिक्त अवशेष नहीं है।
● समान सामग्री प्रवाह।
नुकसान:
● उच्च तापमान पर संचालन करते समय, विशेष तरल पदार्थ और प्रक्रियाओं का उपयोग किया जाना चाहिए।
● काम करने से पहले, प्रत्येक रिक्त स्थान को तैयार किया जाना चाहिए और एक छोर पर टेप किया जाना चाहिए।
● द्रव को नियंत्रित करना कठिन होता है।
मेटल एक्सट्रूडेड प्रोफाइल बनाने के लिए इम्पैक्ट एक्सट्रूज़न एक अन्य मुख्य विधि है। पारंपरिक एक्सट्रूज़न प्रक्रियाओं की तुलना में, जिसमें सामग्रियों को नरम करने के लिए उच्च तापमान की आवश्यकता होती है, प्रभाव एक्सट्रूज़न आमतौर पर ठंडे धातु के रिक्त स्थान का उपयोग करता है। ये रिक्त स्थान उच्च दबाव और उच्च दक्षता के तहत निकाले जाते हैं।
पारंपरिक इम्पैक्ट एक्सट्रूज़न ऑपरेशन के दौरान, एक उचित रूप से चिकनाईयुक्त ब्लॉक को डाई कैविटी में रखा जाता है और एक ही झटके में एक पंच द्वारा मारा जाता है। इससे धातु डाई और पंच के बीच के अंतराल के माध्यम से पंच के चारों ओर वापस प्रवाहित होती है।
यह प्रक्रिया सीसा, एल्यूमीनियम या टिन जैसी नरम सामग्री के लिए अधिक उपयुक्त है।
यह प्रक्रिया सदैव ठंडी अवस्था में की जाती है। पिछड़े प्रभाव की प्रक्रिया बहुत पतली दीवारों की अनुमति देती है। उदाहरण के लिए, टूथपेस्ट ट्यूब या बैटरी केस बनाना।
इसे तेज गति से और कम स्ट्रोक के साथ किया जाता है। दबाव लगाने के बजाय, डाई के माध्यम से रिक्त स्थान को बाहर निकालने के लिए प्रभाव दबाव का उपयोग किया जाता है। दूसरी ओर, प्रभाव आगे या पीछे की ओर बाहर निकालना या दोनों के मिश्रण द्वारा किया जा सकता है।
लाभ:
● उल्लेखनीय रूप से कम आकार।
● तेज प्रक्रिया. प्रसंस्करण समय 90% तक कम हो जाता है।
● उत्पादकता बढ़ाएँ।
● सहनशीलता अखंडता में सुधार।
● कच्चे माल की 90% तक बचत करें।
नुकसान:
● बहुत अधिक संपीडन बल की आवश्यकता होती है।
● रिक्त स्थान का आकार एक सीमा है।
● कार्य तापमान.
● उपकरण डिज़ाइन, क्षैतिज या ऊर्ध्वाधर।
● एक्सट्रूज़न प्रकार.
● एक्सट्रूज़न अनुपात.
● विरूपण मात्रा.
● घर्षण पैरामीटर।
● पाइप और खोखले पाइप के उत्पादन में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। और इसका उपयोग प्लास्टिक की वस्तुओं के उत्पादन में भी किया जाता है।
● एक्सट्रूज़न प्रक्रिया का उपयोग ऑटोमोटिव उद्योग में फ्रेम, दरवाजे और खिड़कियां आदि बनाने के लिए किया जाता है।
● धातु एल्यूमीनियम का उपयोग कई उद्योगों में संरचनात्मक कार्यों के लिए किया जाता है।
