Slagextrusie

Uit Technotheek
Ga naar: navigatie, zoeken
Slagextrusie
Slagextrusie.png
Eigenschappen
Categorie: Technieken
Originele auteur: Emmy Spikkert en Hugo Polman
Jaar: 2011
Wikipedia link: Extrusion

Inhoud

Beschrijving

Slagextrusie is een techniek waarmee, met koudevormen van metaal, vele productvormen kunnen worden gemaakt door deze onder hoge druk te brengen. De platine (materiaal) wordt in een matrijs gelegd. Door een slag van de punch verdrijft deze het materiaal door de openingen tussen de punch en de matrijs.

Proces

Forward extrusion
Het materiaal wordt gedwongen in een voorwaartse richting van de punch via een opening in de matrijs
Backward extrusion
Het materiaal wordt gedwongen in een achterwaartse richting rond de punch
Combined Extrusion
Een combinatie van een voorwaartse richting van de punch en een achterwaartse rond de punch.

Materiaal
Bij het vervormen van metalen wordt de rek-grens overschreden waardoor het materiaal plastisch gaat deformeren. Er bevinden zich zogenaamde dislocaties in het materiaal. Dit zijn oneffenheden in de structuur waardoor er een lijn ontstaat waarover de atomen makkelijker kunnen bewegen, een soort zwakke lijn in het materiaal. Door het materiaal onder druk te brengen ontstaan er hoge trekspanningen in het materiaal , waardoor atomen ook onderling verschuiven en er nieuwe dislocaties ontstaan. Doordat er steeds meer dislocaties ontstaan gaan deze elkaar in de weg zitten. Hierdoor kunnen de atomen minder makkelijk bewegen waardoor het materiaal sterker word.

Gereedschap

Er wordt een hydraulische pers gebruikt om het product te maken. Deze pers levert krachten tussen 20 en 1400 ton, afhankelijk van het product en het materiaal dat word gebruikt. Het is mogelijk om 30 tot 150 onderdelen per minuut te maken. De tools om het product te maken bestaan uit punches en matrijzen. Deze tools zijn duur om te maken, dus worden ze gebruikt voor een medium tot grote productielijn. Daardoor is het belangrijk dat de tools een lange levensduur hebben. Voor de gemiddelde productielijn word er staal gebruikt, aangezien dit relatief lage kosten heeft en een hoge stijfheid en sterkte. Voor de grotere productielijnen word er gebruik gemaakt van gesinterd carbide. Dit zijn metaalkorrels die worden gesmolten zodat de contactpunten worden verbonden. Hierdoor ontstaat een sterk metaal dat goed slijt bestendig is. Het bijkomende voordeel is dat er weinig slijtage in de tool ontstaat, waardoor er lagere toleranties mogelijk zijn bij het product.

Materialen

Materialen die kunnen worden gebruikt zijn:
Aluminium, Messing, Tin, Zacht staal, Roestvrij staal, Magnesium en Titanium Het meest toegepaste materiaal is aluminium aangezien dit een relatief goedkoop materiaal is met uitstekende thermische eigenschappen. Verder worden er ook aluminium legeringen toegepast in vele varianten. Welke legeringen er worden gebruikt hangt af van de vereiste eigenschappen. Ook moet er rekening worden gehouden met de ontwerprichtlijnen in het product. Aangezien er materiaal word vervormd moet er bij het ontwerp gedacht worden aan het vloeigedrag. Hierdoor mogen er geen scherpen overgangen in het product zitten. Verder mag de temperatuur van het materiaal niet hoger komen dan 80 tot 110 ┬░C. Hierdoor kunnen de toleranties laag zijn, aangezien er dan geen krimp gaat plaats vinden.

Toepassingen

Huidige toepassingen zijn:
Defensie en Pyrotechniek, Elektrische / Elektronische, Auto-industrie, Specialiteit verpakking, Medische toepassingen, Consumptie industrie, Koellichamen, Hydraulische componenten, Behuizingen.
Een toekomstige toepassing is micro-slagextrusie. Dit is voornamelijk geschikt voor de elektronica aangezien dit goedkoper en sneller is dan de huidige productiemethodes. Deze toepassing is nog in ontwikkeling.

Voordelen

Economisch:
Lage gereedschap kosten , lange levensduur, hoge productiecapaciteit, vermindering van materiaalgebruik, een hoge mate van Vormen, besparing op nabewerkingen
Technisch:
Verbeterde fysische eigenschappen, hoge maatnauwkeurigheid, verbeterde kwaliteit van het oppervlak, corrosiebestendigheid, laag in gewicht

Nadelen

De vormen zijn hoofdzakelijk beperkt tot axiaal symmetrische doorsneden.

Milieuaspecten

  • Weinig afvalmateriaal
  • Veel gebruikt materiaal, aluminium, goed recyclebaar
  • Metaal produceren is slecht voor milieu

Leveranciers en kenniscentra

Persoonlijke instellingen
Naamruimten
Varianten
Handelingen
Navigatie
Hulpmiddelen