قالب الإكستروژن هو عملية إنتاجية يتم فيها تمرير معدن أو مواد أخرى تحت ضغطٍ من خلال قوالب ذات مقطع عرضي أصغر. تُعتبر هذه العملية من أكثر الطرق تقدماً في تشكيل وإنتاج القطع ذات المقطع العرضي المعقد. عادةً ما تُعرَف المواد المُغيّرة الشكل في هذه العملية باسم “الإكسترود”. يمتاز هذا الأسلوب بقدرته على إنتاج ملفات مُعقدة، وقدرته على استخدام المواد الهشة التي قد لا تكون قابلةً للاستخدام في طرق الإنتاج الأخرى.
أنواع المواد القابلة للإكستروژن
لا يقتصر الإكستروژن على المعادن فحسب، بل يمكن استخدامه مع مجموعة متنوعة من المواد. إضافةً إلى المعادن، تُستخدم هذه العملية مع البوليمرات، والخرسانة، والسيراميك، وغيرها من المواد. تُعالج القطع عادةً إما على شكل باردة أو ساخنة تحت الضغط، اعتمادًا على خصائص المادة والمتطلبات الإنتاجية.
عملية الإكستروژن
يتم تنفيذ عملية الإكستروژن باستخدام آلة الإكسترودر. تستخدم هذه الآلة مكبساً لدفع القطعة إلى داخل القالب. داخل آلة الإكسترودر، يُمارس المكبس ضغطاً على القطعة، مما يدفعها عبر قالب ذي مقطع عرضي محدد. يُؤدي الضغط والاحتكاك إلى توليد حرارة في المادة، ولذلك، هناك حاجة إلى نظام تبريد لمنع ارتفاع درجة حرارة المادة بشكلٍ مفرط.
طرق الإكستروژن
طريقة الإكستروژن المباشرة: في هذه الطريقة، يتحرك المكبس والقطعة في اتجاهٍ واحد. بمعنى آخر، يكون تجويف الجهاز ثابتًا، وتُدفع القطعة تحت الضغط إلى داخله. تُعدّ هذه الطريقة بسيطةً نسبيًا، وتُستخدم عادةً لإنتاج قطع طويلة ذات مقطع عرضي ثابت. طريقة الإكستروژن غير المباشرة: في هذه الطريقة، يتحرك المكبس باتجاه مُعاكس لاتجاه القطعة. بمعنى آخر، تكون القطعة ثابتة، ويتحرك تجويف الجهاز نحوها. يُقلل هذا الإجراء من الاحتكاك، ويمتاز عادةً بتطبيقاته في قطع طويلة وبدقة أعلى، مما قد يُساعد على خفض الحرارة المُنتَجة وتحسين الخصائص الفيزيائية للقطعة.
مزايا الإكستروژن
إنتاج قطع مُعقدة: إمكانية إنتاج ملفات وقطع ذات هندسات مُعقدة، قد تكون مستحيلةً أو صعبةً في طرق الإنتاج الأخرى. استخدام المواد الهشة: يمكن لهذه الطريقة تغيير شكل المواد الهشة التي قد تتحطم تحت ضغطٍ عالٍ في الطرق الأخرى. مرونة عالية: يمكن استخدام الإكستروژن مع أنواعٍ مُتعددة من المواد، بدءًا من المعادن ووصولًا إلى البوليمرات والسيراميك. سرعة إنتاج عالية: غالبًا ما تتميز هذه الطريقة بسرعة إنتاج أعلى نظرًا لعملية الإنتاج المتواصلة أو شبه المتواصلة.
تُستخدم عملية الإكستروژن في العديد من الصناعات، بما في ذلك صناعة ملفات الألومنيوم المستخدمة في النوافذ، وإنتاج الأنابيب والأسلاك المعدنية، وتصنيع قطع غيار السيارات، والأجهزة الإلكترونية، وحتى في صناعة الأنابيب البلاستيكية والسيراميك الصناعي.