Appunti Estrusione e trafilatura, tecnologie meccaniche e qualità (TMQ)

Processo di estrusione

Generale

Estrusione: La billetta iniziale viene forzata da un pistone a fluire nello spazio attivo della matrice della camera di estrusione. Viene data una certa geometria alla billetta iniziale (nell’esempio si mantiene una geometria cilindrica). La matrice forza la billetta all’interno dell’ultima parte della parte attiva della macchina (cono). C’è sostanzialmente un’azione di compressione.

Tipi di estrusione

• A caldo quando le deformazioni in gioco sono molto grandi e si può accettare una sorta di ritiro del materiale dovuto alla differenza di temperatura tra quella di lavorazione e quella ambiente.
• A freddo servono sforzi maggiore ma guadagno in termini di qualità (non ho ritiri del materiale). Nell’estrusione si vede molto bene la dipendenza dello sforzo rispetto alla velocità di deformazione. Se estrudo a caldo molto velocemente ho bisogno di sforzi maggiori.

Configurazioni di estrusione

• Diretta: Il verso di uscita dell’estruso è uguale al verso di avanzamento del pistone.
• Inversa: Il verso di avanzamento dell’estruso è opposto a quello di avanzamento del pistone. Queste tipologie presentano delle differenze anche in base all’attrito.
• Idrostatica: La pressione che agisce sulla billetta è costante su tutta la superficie della billetta che viene forzata nella matrice perché c’è un liquido tra il pistone e la billetta (il pistone agisce sul liquido che agisce sulla billetta con pressione idrostatica, evitando disomogeneità dovute all’attrito tra la billetta e il pistone durante la spinta). È un processo molto meno utilizzato perché devo andare a complicare la macchina e gestire meglio la temperatura.
• A impatto: Tipo un’estrusione inversa solo che il pistone viene fatto cadere, provocando una deformazione molto elevata in un tempo molto ridotto. L’effetto degli attriti e delle distorsioni è molto limitato, ottenendo qualità molto buona. Tuttavia, il sistema è vincolato dalla geometria del pistone e della matrice e non sempre è applicabile.

Realizzazione di pezzi cavi

• Pezzi cavi possono essere realizzati non solo con estrusione inversa ma anche con estrusione diretta.
• Pistone con spina: Genera la superficie cava interna (vincolo interno alla deformazione del materiale), valido sia per pezzi cavi sia per pezzi parzialmente cavi.
• Matrici a ragno: C’è una zona centrale che va a definire il diametro interno della superficie dell’estruso cavo da realizzare. I raggi collegano il mandrino centrale alla matrice stessa. Questi processi avvengono a caldo e, nei processi a valle, c’è una sorta di camera di saldatura. I pezzi divisi dalla matrice a ragno vengono risaldati prima di essere riassemblati.