Lavorazioni per deformazione plastica-Estrusione

ITIS “G. Galilei” AREZZO
TECNOLOGIE MECCANICHE DI PROCESSO E DI PRODOTTO
LAVORAZIONI PER DEFORMAZIONE PLASTICA – ESTRUSIONE
CLASSE 3° MECCANICI
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ESTRUSIONE
Estrusione =
lavorazione per deformazione plastica a freddo o caldo con riduzione della sezione e allungamento. La
deformazione si ha facendo passare il materiale semilavorato attraverso un foro sagomato con la sezione
uguale a quella del semilavorato che si vuole ottenere grazie all’azione di una forza esterna che spinge il
materiale, il quale si deforma e assume progressivamente la forma finale. Questa operazione sfrutta la
proprietà tecnologica di estrudibilità del materiale.
Si ha deformazione per compressione in un unica direzione
il materiale, già fibroso perché è stato precedentemente
laminato, acquista una fibrosità ancora più marcata, inoltre la deformazione progressiva lo incrudisce, e quindi variano le
sue proprietà meccaniche
semilavorato prodotto fortemente anisotropo e maggiormente resistente
aspetti da
considerare all’impiego, in particolare se l’oggetto deve resistere a forze considerevoli.
Funzionamento (schema fig. 5.62 pag. 174)
C’è una matrice che porta il foro sagomato ed è sostenuta da un supporto ed è posizionata alla base di una camera
aperta; il materiale, contenuto nella camera aperta viene spinto attraverso il foro per mezzo di una forza di spinta
applicata da una pressa idraulica (oleodinamica) il materiale si deforma diminuendo la sua sezione (schiacciamento) e
aumentando la sua lunghezza (allungamento); questo perché la deformazione avviene a massa costante
volume
costante.
I pezzi che si ottengono possono essere semplicemente pezzi estrusi oppure profilati con sezioni specifiche, anche
complesse (serramenti in alluminio), comunque la sezione deve avere almeno un asse di simmetria.
Metodi di estrusione
Estrusione diretta (schema fig. 5.63 e 5.64 pag. 174)
Aspetti caratteristici:
• punzone pieno;
• matrice forata sul fondo di un contenitore;
• assenza di gioco fra contenitore e punzone;
• avanzamento del materiale nel verso della forza di spinta
estrusione diretta;
• in fondo al contenitore deve rimanere una piccola quantità di materiale (sfrido)
taglio dal materiale estruso sotto
la matrice ed eliminazione dello sfrido;
• punzone con mandrino sporgente
estrusione di pezzi cavi con cavità passante, massello iniziale con preforo
Estrusione idrostatica (schema fig. 5.65 pag. 175)
Aspetti caratteristici:
• punzone pieno;
• matrice forata sul fondo di un contenitore;
• assenza di gioco fra contenitore e punzone;
• materiale di dimensioni minori rispetto a punzone e matrice
non c’è contatto sulle pareti fra materiale e
contenitore
minore attrito
• contenitore con liquido (incomprimibile) fra materiale e punzone
azione del punzone sul materiale non diretta ma
mediata dal liquido
• si può usare tutta la quantità di materiale introdotto nel cilindro
• difficoltà di impiego per difficoltà di tenuta del contenitore nei confronti del lliquido
Estrusione inversa o a rimonta (schema fig. 5.66 pag. 175)
Aspetti caratteristici:
• punzone forato al centro;
• matrice forata sul fondo del punzone
• contenitore con fondo chiuso;
• assenza di gioco fra contenitore e punzone;
• avanzamento del materiale nel verso opposto a quello della forza di spinta
estrusione inversa;
• mancanza attrito fra pareti contenitore e materiale
forza di spinta minore rispetto a estrusione diretta
• lo sfrido sul fondo del contenitore è molto più piccolo rispetto all’estrusione diretta
maggiore produttività;
• punzone più debole
• lunghezza dei pezzi estrusi limitata
Estrusione ad impatto (schema fig. 5.67 pag. 175)
Aspetti caratteristici:
• punzone pieno;
• matrice chiusa sul fondo di un contenitore;
• gioco fra contenitore e punzone uguale allo spesso re del pezzo da produrre;
• materiale in forma di disco sul fondo del contenitore;
• assenza sfrido;
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LAVORAZIONI PER DEFORMAZIONE PLASTICA – ESTRUSIONE
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• il punzone colpisce rapidamente il disco di materiale
il materiale rimonta intorno al punzone e prende la forma
della matrice sul fondo
• produzione di pezzi tubolari (cavi) di piccolo spessore (bossoli)
• limiti sulle dimensioni dei pezzi realizzabili
Operazioni di estrusione
Estrusione a caldo:
• materiali molto resistenti alla deformazione
estrudibilità ↓
• forze di estrusione minori a parità di deformazione
• problemi per ossidazione superficiale materiale
• problemi di lubrificazione
Estrusione a freddo:
• materiali poco resistenti alla deformazione
estrudibilità ↑
• forze di estrusione maggiori a parità di deformazione
• buona finitura superficiale
• buona precisione dimensionale
• migliori caratteristiche meccaniche del prodotto (incrudimento)
Materiale della matrice:
• costituzione: tratto conico di imbocco (angolo adeguato per evitare ristagno di materiale) seguito da un tratto
cilindrico di calibratura (finitura superficiale del prodotto)
• il materiale con cui è costruita la filiera dipende dal materiale da estrudere; deve avere le seguenti caratteristiche:
elevata durezza, elevata resistenza ad usura e abrasione, buona resistenza a caldo
materiali utilizzati: acciaio
da utensili temprato, metallo sinterizzato.