Imagine pressionar barro mole para moldar um molde - o material emerge em perfeita conformidade com a seção transversal do molde.Este conceito simples sustenta um dos processos mais precisos e eficientes da metalurgiaMas como funciona exatamente este método industrial e o que o torna tão valioso em todos os setores de produção?

A extrusão, conhecida como "oshidashi kako" na terminologia de fabricação japonesa, é um método de processamento de deformação que força materiais maleáveis através de uma matriz em forma sob alta pressão.Como uma técnica fundamental de moldagem de plástico ao lado dos processos de desenho, serve como espinha dorsal para a produção de componentes estruturais - desde molduras de janelas de alumínio até complexos dissipadores de calor, tubos, agulhas médicas e até materiais de favo de mel.

O princípio básico consiste em carregar um billete de metal (normalmente lingotes de fundição contínua) num recipiente de alta resistência,Aplicando-se então uma enorme pressão através de um carvalho para empurrar o material através de um orifício da matrizA maior parte da extrusão industrial ocorre a temperaturas elevadas (extrusão a quente) para reduzir a resistência à deformação, embora a extrusão a frio seja empregada quando a precisão dimensional é crítica.

Este método de fabricação domina várias indústrias devido a vários benefícios convincentes:

• Versatilidade de forma:Mudanças simples de matrizes permitem perfis de secção transversal complexos impossíveis por rolamento ou desenho
• Eficiência dos materiais:Utilização quase total do material em comparação com os métodos de usinagem subtractiva
• Propriedades mecânicas melhoradas:As estruturas de grãos mais densos melhoram as características de resistência
• Compatibilidade de materiais em geral:Processos de alumínio, cobre, aço, magnésio, titânio e suas ligas
• Produção em grande volume:Fabricação rápida de perfis idênticos em escala industrial
• Formabilidade superior:As forças de compressão permitem uma deformação maior do que os processos de desenho de tração

Apesar das suas vantagens, a extrusão apresenta certas limitações:

• Restrições de comprimento devido a limitações do equipamento
• Altos custos de ferramenta para projetos especializados de matrizes
• Potenciais defeitos de superfície que exijam um tratamento secundário

Extrusão directa (para a frente):A abordagem convencional, em que o carneiro empurra o material através de uma matriz estacionária.A fricção contra as paredes do recipiente aumenta a pressão necessária e cria uma "zona de metal morto" de material estagnado perto da matriz.

Extrusão indirecta (para trás):A matriz move-se com o martelo, enquanto o billete flui em oposição ao movimento do martelo.Embora a complexidade do equipamento limite as aplicações principalmente para ligas de alumínio.

Extrusão hidrostática:Envolve o billete em fluido pressurizado, eliminando praticamente o atrito das paredes, permitindo a formação a frio de perfis longos e materiais compósitos, embora requer equipamentos sofisticados.

Extrusão oca:Produz tubos e canais usando um mandril para modelagem interna.

Conforme a extrusão:Processo contínuo que utiliza rodas giratórias e calçados estacionários para alimentar o material, ideal para a produção de fios e hastes.

Extrusão a quente:Realizado acima das temperaturas de recristalização (1000°C+ para o aço) utilizando lubrificação de vidro (processo Ugine-Séjournet) para reduzir o atrito e evitar rachaduras.

Extrusão a frio:O processamento a temperatura ambiente produz uma precisão dimensional superior e um acabamento superficial, aumentando a resistência através do endurecimento do trabalho.

Extrusão a quente:Temperaturas intermediárias (600-1000°C) equilibram a prevenção da oxidação com requisitos de força reduzidos.

Rompimento:Defeitos de superfície causados por contaminação da matriz, gradientes térmicos ou velocidades de extrusão instáveis.

Chevron Cracking:Fracturas internas de imperfeições de bilhetes ou design pobre da matriz, muitas vezes indetectáveis visualmente.

As prensas de extrusão industriais combinam sistemas hidráulicos com infra-estruturas de suporte, como leitos de arrefecimento e niveladores de maca.Enquanto os arranjos verticais se adequam a aplicações especializadasAs prensas são categorizadas por:

• Sistema de accionamento:Óleo-hidráulico (50-200 mm/s) para trabalho a frio/quente de precisão versus água-hidráulico (300 mm/s+) para extrusão a quente em larga escala
• Orientação:Horizontais (padrão) ou verticais (instalações com espaço limitado)

À medida que as demandas de fabricação evoluem, a tecnologia de extrusão continua a avançar através de melhorias nos projetos de ferramentas, controles de processos,e inovações de materiais - consolidando a sua posição como um método de modelagem industrial indispensável.