Proses ekstrusi adalah salah satu proses yang paling umum di dunia produksi saat ini. Ini melibatkan penggunaan berbagai macam bahan seperti logam, plastik, keramik, dll. Prosesnya dapat dilakukan baik dalam panas atau dingin ketika sifat yang lebih baik diperlukan. Proses ekstrusi dalam logam dapat meningkatkan kekuatan material.
Hari ini Anda akan mengetahui definisi, aplikasi, fungsi, proses, bahan, peralatan, jenis, dan prinsip kerja dari proses ekstrusi. Anda juga akan mengetahui keuntungan dan kerugian dari proses ekstrusi.
Ekstrusi adalah proses pembuatan cetakan yang melibatkan pemaksaan bahan dasar melalui cetakan yang telah dibentuk sebelumnya untuk membuat objek dengan bentuk dan profil tertentu. Proses ini digunakan untuk membuat objek dengan profil penampang tetap. Dalam pengerjaannya, material didorong melalui die dengan penampang yang diinginkan, bentuknya berubah untuk mencerminkan bentuk die. Produk ekstrusi umumnya disebut "ekstrudat".
Rasio ekstrusi didefinisikan sebagai luas penampang awal dibagi dengan luas penampang akhir ekstrusi. Salah satu manfaat dari proses ekstrusi adalah rasio ini bisa sangat besar sambil tetap menghasilkan suku cadang yang berkualitas. Proses ini memiliki kemampuan untuk membuat penampang yang sangat kompleks dan bekerja dengan bahan yang rapuh. Hal ini karena material hanya menghadapi tegangan tekan dan geser. Proses ekstrusi juga menawarkan permukaan akhir yang sangat baik untuk bagian-bagian dan memberikan kebebasan yang cukup besar untuk dibentuk dalam proses desain.
Proses ekstrusi mirip dengan menggambar, yang menggunakan kekuatan tarik material untuk menariknya melalui cetakan. Proses menggambar digunakan untuk memproduksi kawat, batangan logam, dan tabung. Namun, ini terbatas pada bentuk yang lebih sederhana, dan biasanya diperlukan beberapa tahapan, tidak seperti ekstrusi yang melakukan semuanya dalam satu langkah.
Ekstrusi dikenal kontinu (secara teoritis menghasilkan bahan yang panjangnya tidak terbatas) atau semi-kontinyu (menghasilkan banyak potongan). Bahan umum yang digunakan dalam proses ekstrusi adalah logam, polimer, keramik, beton, tanah liat pemodelan, dan bahan makanan.
Penerapan ekstrusi sangat umum di sekitar kita, karena sebagian besar bahan yang digunakan di rumah, kantor, tempat kerja kita adalah ekstrudat. Contoh cetakan ekstrusi yang baik dapat dilihat saat Anda memeras pasta gigi, bentuk pasta saat keluar. Kantong icing juga merupakan contoh yang baik saat lapisan es dikeluarkan.
Cetakan ekstrusi plastik digunakan untuk membuat bentuk panjang apa pun yang memiliki penampang konstan. Proses ini dapat digunakan untuk memproduksi pipa, talang, bagian jendela, dan trim dekoratif. Bahan termoplastik seperti PVC (polyvinylchloride), LDPE (low-density polyethylene), HDPE (high-density polyethylene), dan PP (polypropylene) semuanya dapat diekstrusi. Di bawah ini adalah aplikasi umum dari proses ekstrusi atau ekstrudat termoplastik:
Aplikasi industri dari proses ekstrusi meliputi:
Lihat lebih banyak aplikasi dari proses ekstrusi di bagian bawah (bahan yang digunakan dalam proses ekstrusi).
Catatan :fungsi utama ekstrusi adalah membuat objek dengan penampang dan profil tetap.
Proses ekstrusi panas atau hangat dimulai dengan memanaskan bahan stok, yang kemudian dimuat ke dalam wadah di pers. Sebuah balok dummy ditempatkan di belakangnya di mana seekor domba jantan menekan material untuk mendorongnya keluar dari cetakan. Ekstrusi kemudian diregangkan untuk meluruskannya. Persyaratan properti tertentu atau lebih baik membuatnya menjadi pengerjaan dingin atau perlakuan panas.
Ini adalah proses kerja panas, yaitu dilakukan di atas suhu rekristalisasi material. Ini mencegah material dari pengerasan kerja dan membuatnya lebih mudah untuk mendorong material melalui cetakan. Proses ekstrusi panas sebagian besar dilakukan pada pengepres hidrolik horizontal, mulai dari 230 hingga 11.000 metrik ton (250 hingga 12.130 ton pendek). Tekanannya berkisar antara 30 hingga 700 MPa (4.400 hingga 101.500 psi). Oleh karena itu, pelumasan diperlukan, baik minyak atau grafit dapat digunakan untuk ekstrusi suhu rendah, sedangkan bubuk kaca untuk ekstrusi suhu tinggi.
Bahan logam dapat memerlukan suhu yang berbeda dalam ekstrusi panas, bahan seperti magnesium, aluminium, tembaga, baja, titanium, nikel, paduan tahan api, dll. Semua ini memerlukan suhu yang berbeda selama proses ekstrusi panas.
Proses ekstrusi dingin dilakukan pada suhu kamar atau mendekati suhu kamar. Keuntungannya dibandingkan proses panas termasuk kurangnya oksidasi, kekuatan yang lebih tinggi karena pengerjaan dingin, toleransi yang lebih dekat, penyelesaian permukaan yang lebih baik, dan kecepatan ekstrusi yang cepat. Bahan yang umum digunakan dalam proses ekstrusi dingin antara lain timbal, timah, aluminium, tembaga, zirkonium, titanium, molibdenum, berilium, vanadium, niobium, dan baja. Aplikasi dari proses ekstrusi dingin termasuk tabung yang dapat dilipat, kotak pemadam kebakaran, silinder peredam kejut, dan perlengkapan kosong.
Peringatkan proses ekstrusi bermanfaat pada logam dan paduan besi dan non-ferro. Ekstrusi hangat dilakukan di atas suhu kamar, tetapi di bawah suhu rekristalisasi material. Suhu ini berkisar antara 800 hingga 1800 0 F (424 hingga 975 0 C). proses ini biasanya digunakan untuk mencapai keseimbangan yang tepat dari gaya yang dibutuhkan, keuletan, dan sifat ekstrusi akhir.
Proses ini diperkenalkan dengan maksud untuk menghasilkan struktur mikro yang homogen dan distribusi partikel dalam material komposit matriks logam. Proses ini sangat berbeda dari ekstrusi konvensional dalam arti bahwa muatan berputar relatif terhadap cetakan ekstrusi. Gaya ekstrusi membantu mendorong muatan melawan dadu. Baik dadu atau muatan dapat berputar atau mungkin berputar berlawanan dalam beberapa kasus. Gerakan putar relatif antara muatan dan die memiliki beberapa efek signifikan pada proses, yang meliputi;
Kedua,
Proses ini adalah proses ekstrusi pembentuk mikro yang dilakukan pada rentang submilimeter. Secara konvensional, logam didorong melalui lubang die, tetapi penampang produk yang dihasilkan dapat masuk melalui kotak 1mm. Di depan, ram dan billet bergerak ke arah yang sama, sedangkan di belakang, ram dan billet bergerak ke arah yang berlawanan.
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, bahan ekstrusi dapat berupa logam, kayu, plastik, dan keramik. Berikut penjelasannya.
Logam adalah salah satu bahan yang paling umum digunakan dalam proses ekstrusi. Jenis logam menentukan suhu kerja dan properti yang dibutuhkan juga merupakan faktor. Di bawah ini adalah berbagai jenis logam yang digunakan dalam proses ekstrusi.
Aluminium adalah bahan yang paling umum diekstrusi dan dapat diekstrusi panas atau dingin, tergantung pada bagaimana operasi dilakukan. Dipanaskan hingga 575 hingga 1100 0 F (300 hingga 600 0 C). produk aluminium yang diekstrusi meliputi profil untuk trek, rangka, rel, mullion, dan heat sink.
Kuningan sering digunakan untuk mengekstrusi suku cadang teknik, suku cadang mobil, alat kelengkapan pipa, dan batang bebas korosi.
Tembaga digunakan untuk ekstrusi pipa, kawat, batang, batang, tabung, dan elektroda las. Ini dilakukan pada suhu kerja 1100 hingga 1825 0 F (600 hingga 1000 0 C).
Pemimpin dan kurus juga digunakan untuk mengekstrusi pipa, tabung, kawat, dan selubung kabel pada suhu maksimum 575 0 F (300 0 C). Timbal cair juga dapat digunakan sebagai pengganti billet pada proses ekstrusi vertikal.
Magnesium banyak digunakan untuk mengekstrusi suku cadang industri nuklir dan suku cadang pesawat terbang pada suhu kerja 575 0 F (300 hingga 600 0 C). Tingkat ekstrusi bahan ini hampir sama dengan aluminium.
Seng adalah banyak digunakan untuk pemasangan dan pegangan tangan, komponen perangkat keras, tabung, batang, batang, dll. pada suhu 400 hingga 650 0 F (200 hingga 350 0 C).
Baja – digunakan untuk batang dan trek pada tahun 1825 hingga 2375 0 F (1000 hingga 1300 0 C). Baja paduan dan baja tahan karat dapat diekstrusi, tetapi biasanya baja karbon biasa diekstrusi.
Titanium juga digunakan untuk komponen pesawat termasuk track kursi, ring mesin, dan bagian struktural lainnya. Ini dilakukan pada suhu kerja 1100 hingga 1825 0 F (600 hingga 1000 0 C).
Plastik adalah bahan umum lain yang digunakan untuk ekstrusi. Mereka biasanya digunakan sebagai keripik atau pelet plastik, yang biasanya dikeringkan untuk menghilangkan kelembapan darinya. dalam peralatan ekstrusi, bahan diumpankan melalui hopper, yang kemudian dipanaskan sampai cair dengan kombinasi elemen pemanas dan pemanasan geser dari sekrup ekstrusi. Sekrup, atau sekrup saat ekstrusi sekrup kembarnya, memaksa resin melewati cetakan, memberikan resin bentuk yang diinginkan.
Ekstrudat didinginkan dan dipadatkan ketika ditarik melalui die atau tangki air. Untuk meningkatkan kualitas ekstrudat secara keseluruhan, pengangkut ulat digunakan untuk memberikan tegangan pada jalur ekstrusi. Pelet juga dapat menciptakan ketegangan ini saat menarik untaian yang diekstrusi untuk dipotong, tetapi pengangkutan ulat memberikan tarikan yang konsisten. Jika tidak, getaran pada panjang potongan atau produk yang terdistorsi akan terjadi.
Keramik adalah bahan lain yang dapat dibentuk menjadi bentuk melalui ekstrusi. Banyak batu bata modern juga diproduksi menggunakan proses ekstrusi batu bata.
Peralatan ekstrusi memiliki variasi yang berbeda, bervariasi berdasarkan empat karakteristik berikut:
Dalam peralatan ekstrusi, auger sekrup tunggal atau kembar, ditenagai oleh motor listrik, atau ram, digerakkan oleh tekanan hidrolik, tekanan oli. Sebagian besar pengepres ekstrusi langsung atau tidak langsung modern digerakkan secara hidraulik, tetapi pengepres mekanis kecil masih digunakan pada beberapa. Pengepres hidraulik ini terdiri dari dua jenis:pengepres oli penggerak langsung dan penggerak air akumulator.
Pengepres oli penggerak langsung adalah salah satu jenis yang paling umum, andal dan kuat. Mereka dapat menghasilkan lebih dari 35 MPa (500 psi). Billet dalam sistem menerima tekanan konstan. Namun, peralatan ekstrusi ini lambat, antara 50 dan 200 mm/s (2–8 ips).
Penggerak air akumulator lebih mahal dan lebih besar jika dibandingkan dengan pengepres oli penggerak langsung. Mereka kehilangan sekitar 10% dari tekanan mereka selama stroke, tetapi mereka bekerja pada tingkat yang jauh lebih cepat, hingga sekitar 380 mm/s (15 ips). Inilah sebabnya mengapa mereka digunakan untuk mengekstrusi baja. Penggerak air akumulator juga dapat digunakan pada material yang memerlukan suhu sangat panas untuk tujuan keselamatan.
Berbagai jenis proses ekstrusi dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
Jenis proses ekstrusi ini memungkinkan material mengalir ke arah umpan punch. Pukulan ini bergerak ke arah dadu selama proses berlangsung. Ekstrusi langsung membutuhkan gaya yang lebih tinggi karena gesekan yang lebih tinggi antara billet dan wadah. Ekstrusi langsung juga dikenal sebagai ekstrusi penerusan, ini cukup umum di dunia industri. Dalam pengerjaannya, billet ditempatkan dalam wadah berdinding tebal yang didorong melalui die dengan ram atau sekrup. Blok dummy yang dapat digunakan kembali antara ram dan billet membantu memisahkannya.
Keterbatasan utama menggunakan proses ini adalah bahwa gaya yang dibutuhkan untuk mengeluarkan billet tinggi. Ini karena gaya gesekan yang ditimbulkan oleh kebutuhan billet untuk menempuh seluruh panjang wadah. Karena kekuatan yang lebih besar diperlukan pada awal proses dan perlahan-lahan berkurang saat billet habis. Mendahului ujung billet, gaya sangat meningkat karena billet adalah suatu benda dan material harus mengalir secara radial untuk keluar dari die.
Dalam proses ekstrusi tidak langsung, bahan kerja mengalir ke arah yang berlawanan dari gerakan plunger. Mati dipasang di sisi berlawanan dari gerakan pukulan. Bahan ini dibiarkan mengalir melalui ruang annular antara punch dan container. Ini dikenal sebagai ekstrusi mundur. Dalam prosesnya, billet dan container bergerak bersama-sama sedangkan die diam. "Batang" yang lebih panjang dari panjang wadah membantu menahan dadu di tempatnya. Panjang maksimum ekstrusi akhirnya diketahui oleh kekuatan kolom batang. Pergerakan billet dengan wadah menghilangkan gaya gesekan yang mungkin terjadi.
Keuntungan ekstrusi tidak langsung:
Kerugian ekstrusi tidak langsung:
Jenis ekstrusi ini menggunakan cairan untuk memberikan tekanan pada billet. Gesekan dihilangkan dalam proses ini karena billet tidak bersentuhan dengan dinding silinder atau plunger. Ada cairan antara billet dan plunger, dan plunger menerapkan gaya pada cairan yang diterapkan lebih lanjut pada billet. Minyak nabati biasanya digunakan sebagai cairan dalam ekstrusi hidrostatik. Salah satu efek dari proses ini adalah masalah kebocoran dan kecepatan ekstrusi yang tidak terkendali. Proses ini dapat dilakukan panas, hangat, atau dingin, tetapi suhu dibatasi oleh stabilitas fluida yang digunakan. Silinder tertutup yang berisi media hidrostatik harus digunakan untuk melakukan proses ini.
Cairan dapat diberi tekanan dengan dua cara; pertama, ekstrusi laju konstan, yaitu, ram atau pendorong digunakan untuk memberi tekanan pada cairan di dalam wadah. Kedua, ekstrusi tekanan konstan – pompa digunakan, mungkin dengan penguat tekanan, untuk memberi tekanan pada fluida. Kemudian dipompa ke wadah.
Keuntungan ekstrusi hidrostatik
Kerugian ekstrusi hidrostatik
Ekstrusi Panas:
Seperti yang dinyatakan sebelumnya, proses ekstrusi panas dilakukan di atas suhu rekristalisasi material. Ini biasanya di atas 50-60% dari suhu lelehnya. Dalam jenis ekstrusi ini, diperlukan gaya yang rendah, mudah dikerjakan, dan produk bebas dari pengerasan noda. Meskipun diperlukan perawatan yang tinggi.
Ekstrusi dingin terjadi pada suhu kamar atau di bawah suhu kristalisasi material. Ini menawarkan sifat mekanik yang tinggi, permukaan akhir yang tinggi, dan tidak ada oksidasi pada permukaan logam. Namun, kekuatan tinggi diperlukan, dan produk diselesaikan dengan pengerasan regangan.
Cara kerja ekstrusi mudah dan dapat dengan mudah dipahami. Dengan berbagai penjelasan tentang jenis proses ekstrusi, Anda dihadapkan pada berbagai variasi proses ekstrusi. Nah, pada metode konvensional, piston atau plunger digunakan untuk memberikan gaya tekan pada benda kerja. Dalam ekstrusi panas, billet panas atau disimpan pada suhu kamar dalam ekstrusi dingin. Kemudian ditempatkan ke dalam ekstrusi tekan, yang seperti perangkat silinder piston, yaitu logam ditempatkan di dalam silinder dan didorong oleh piston. Bagian atas silinder dilengkapi dengan die.
Plunger ini dipasang pada press mendorong billet menuju die yang membawa bentuk objek yang diinginkan. Gaya tekan tinggi yang diterapkan memungkinkan material yang bekerja mengalir melalui die dan diubah menjadi bentuk. Bagian dihapus dari pers dan operasi tercapai.
Berikut adalah manfaat dari proses ekstrusi dalam berbagai aplikasinya:
Meskipun keuntungan yang baik dari proses ekstrusi, beberapa keterbatasan masih terjadi. Di bawah ini adalah kerugian dari proses ekstrusi dalam berbagai aplikasinya:
Proses ekstrusi adalah salah satu proses yang paling umum di dunia produksi saat ini. Ini melibatkan penggunaan berbagai macam bahan seperti logam, plastik, keramik, dll. Proses ini dapat dilakukan baik dalam panas atau dingin ketika sifat yang lebih baik diperlukan. Ini adalah proses pencetakan manufaktur yang melibatkan pemaksaan bahan dasar melalui cetakan pra-bentuk untuk membuat objek dengan bentuk dan profil tertentu. Itu saja untuk artikel ini, yang membahas definisi, aplikasi, fungsi, proses, bahan, peralatan, jenis, prinsip kerja, serta kelebihan dan kekurangan proses ekstrusi.
Saya harap Anda mendapat banyak dari posting ini, jika demikian, silakan bagikan dengan siswa lain. Terima kasih telah membaca, sampai jumpa lagi!
Proses manufaktur
Plastik ada di mana-mana karena keserbagunaan, umur panjang, dan persyaratan pembuatannya yang lebih sederhana. Ekstrusi plastik, bersama dengan cetakan injeksi, adalah salah satu proses paling umum untuk produksi volume tinggi. Umumnya, ekstrusi umum untuk profil kontinu yang menggunakan pipa, tabu
Ekstrusi aluminium telah semakin populer dalam inovasi produk dan manufaktur dalam beberapa tahun terakhir. Technavio melaporkan bahwa permintaan ekstrusi aluminium di seluruh dunia akan memiliki tingkat pertumbuhan sekitar 4% antara 2019 dan 2023. Mungkin Anda pernah mendengar tentang prosedur pem
Pencetakan 3D telah dikembangkan selama bertahun-tahun dan proses yang digunakan dalam pencetakan 3D sangat bervariasi. Namun dalam 25 tahun terakhir, proses telah diasah dan disempurnakan menjadi sistem yang dapat diterapkan dan dapat digunakan dengan pengontrol CNC canggih, sistem perangkat lunak
Dalam hal pengembangan produk, prosesnya bisa sangat rumit dan memakan waktu. Untuk membuat produk yang sukses, penting untuk memiliki rencana yang jelas dan meluangkan waktu untuk membuat prototipe sebanyak mungkin iterasi. Artikel ini akan memberikan gambaran umum tentang siklus pengembangan prod
