پروژه بررسی و بهینه سازی قالب اکستروژن با نرم افزار Abaqus

مقدمه

فرآیند اکستروژن بر طبق DIN8583 به عنوان یک فرآیند تغییر شکل فشاری در فرآیندهای تولیدی تقسیم بندی می شود. در اکستروژن عموماً تمامی قطعه در فرآیند شکل دهی شرکت می کند. لقمه در ماتریس قرار می گیرد و به وسیله اعمال فشار بر روی آن از طریق سنبه، لقمه شکل مقطع خروجی را به خود می گیرد و از قالب خارج می شود. اکستروژن یک فرآیند تغییر شکل برای تولید قطعات یکپارچه می باشد که در آن ماده تحت فشار زیاد سیلان پیدا می کند. در صورتی که در شکل دهی سرد شرایط خاصی مانند نیاز به نیروی زیاد پرس، درجه تغییر شکل بالا و غیره موجود باشد قطعه خام تا دمای آهنگری گرم می شود (شکل 1-1).

صنعت اکستروژن دارای تاریخی بالغ بر 150 سال است. اولین نوشتار در مورد این فرآیند گزارشی از جوزف براما در سال 1870 میلادی است. این گزارش پرسی را شرح می داد که سرب ذوب شده یا دیگر مواد نرم را به داخل یک استوانه ای پمپ می کرد. در این شرایط یک مندرل مخروطی که در مرکز قالب ثابت شده بود شکل نهایی را در قطعه ایجاد می کرد. در سال 1886 اکستروژن به عنوان یک فرآیند شکل دهی در فرانسه بر روی سرب استفاده شد. اما به مرور زمان کم کم این روش بر روی آلومینیوم هم انجام شد. در سال 1909 در آمریکا اکستروژن برای ساخت اشکال ساده تو خالی با سطح مقطع گرد و یا چهار گوش به کار رفت. از این روش برای ساخت پوکه های برنجی فشنگ استفاده شد. در خلال سال های قبل از جنگ جهانی و به همین دلیل در سال 1930 کشور آلمان تولید پوکه های فولادی به روش اکستروژن معکوس را در دستور کار قرار داد و در سال 1934 این کار در نورنبرگ انجام شد. اشکال این روش سایش شدیدی بود که به واسطه اصطکاک زیاد بین فولاد و قالب ایجاد می شد که باعث کاهش کیفیت سطح محصول و کاهش عمر ابزار می شد. اما در سالهای بعد با بکار بردن یک لایه فسفاته به عنوان روانساز این اشکال نیز برطرف شد. در اولین سال های جنگ جهانی دوم با خروج این تکنولوژی از آلمان تجربیات دیگری در این زمینه فراهم شد. بطوریکه امروزه هزاران قطعه به کار رفته در هواپیما، اتومبیل و صنایع نظامی با این روش ساخته می شوند.