אקסטרוזיה (פרופילים ושיחול) אלומיניום

אקסטרוזיה (שיחול) היא שיטת ייצור ועיצוב מתכות. בעוד שייצור ביציקת תבנית יכול לשמש ליצירת רכיבים בכמעט כל צורה, שיחול מיועד לייצור חלקים ארוכים וישרים כגון פרופילים, מוטות, צינורות ללא תפר, וצורות מלבניות. תהליך השיחול פועל ע"י חימום חומר הגלם ודחיסתו דרך חריר בצורת הפרופיל המבוקש, בדומה למשל לסחיטת משחת שיניים משפופרת. חומרי הגלם הנפוצים ביותר לשיחול הם אלומיניום ופלסטיק. בשיטה זו ניתן להפיק מוצרים ברמת גימור גבוהה ובאיכות אחידה.

סוגי המתכות הנפוצים לשיחול הם אלומיניום, פליז, נחושת וטיטניום. כמעט כל מתכת ניתנת לשיחול, אם כי פעולה זו עשויה להיות יקרה יותר עבור סגסוגות מתכת קשות. מתכת רכה כגון אלומיניום ניתנת לשיחול בטמפרטורת החדר ("אקסטרוזיה קרה") בעוד שמתכות או סגסוגות קשות ניתנות לשיחול ב"אקסטרוזיה חמה", במהלכה מחממים את המתכת לטמפרטורה מפורשת לשם עיבודה.

הבחירה באלומיניום לייצור בשיחול נפוצה מאוד לנוכח מגוון היתרונות שהאלומיניום מציע – גמישות, יחס גבוה של חוזק למשקל, עמידות בפני קורוזיה, משטח גימור אטרקטיבי ועלות חסכונית. סגסוגות אלומיניום נפוצות בשיחול הן: 6061 – שילוב מרשים של חוזק, נוחות לעיבוד, ועלות משתלמת. 6063 – סגסוגת מצוינת והנפוצה ביותר לשיחול ברוב היישומים. 6005 – חוזק טוב עם עמידות בפני קורוזיה. 7075 – תכונות מכאניות וקושי גבוהים ביותר לצד קושי לשחל צורות מורכבות וצורך בשיחול כמות גבוהה במיוחד. סגסוגות נפוצות נוספות הן 6060, 6082 ואחרות. לאחר תהליך השיחול מוסיפים בדר"כ תהליכי זיקון משלימים כדי להביא את החומר המשוחל למצב התרמי הנידרש כגון T4, T5, T6.

כדי להפיק את המיטב מייצור באקסטרוזיה במונחי ביצועים, עלויות ייצור וזמן אספקה, כדאי להקפיד על הפרמטרים הבאים: יחס המשקל לגודל - המשקל למטר של פרופיל חשוב בגלל ההשפעה על פעולת הלחץ הנדרשת. יחס זה יוודא למשל האם הפרופיל כבד או קל מדי לדוגמא. בחירת חומר גלם המתאים לשיחול כגון אלומיניום, נחושת או סגסוגת פלדה. עיצוב סימטרי – עיצובים כאלה יבטיחו איזון בלחץ ובזרימת החומר דרך התבנית ויפחיתו למינימום את הסיכון לשברים. תכנון עובי דפנות אחיד למדי ובהתאם לרמת הקשיחות והחוזק הרצויים. רכיב בעל פינות מעוגלות – פינות כאלה הן גם חזקות יותר וגם קלות יותר לשיחול. מינימום חללים פתוחים או שקעים – מפשט את עיצוב התבנית, מקל על הייצור ובהתאם עשוי לספק עלויות ייצור נמוכות יותר.

כן, ניתן להציע אקסטרוזיה גם לייצור סדרות קטנות. בהשוואה לסדרות גדולות, העלות ליחידה עשויה להיות גבוהה יותר לנוכח העלויות הקבועות הקיימות (תכנון, היערכות והתקנת הציוד). עם זאת, ביישומים רבים היתרונות שמציעה שיטת ייצור זו עדיין הופכים אותה לבחירה נבונה ומשתלמת.

ניתן לבצע מגוון עיבודים משלימים לפרופיל אלומיניום המיוצר באקסטרוזיה. העיבודים היותר נפוצים הם חיתוך, ניקוב וקידוח, כיפוף ועיצוב, ריתוך, אלגון (אנודייז), ציפוי אבקה לשיפור עמידות בפני שחיקה וקורוזיה, צביעה ועוד. בחירת העיבוד המשלים נקבעת בהתאם לייעוד הרכיב, המאפיינים המבוקשים ותקציב הפרויקט.

כן. כשמדובר בפלדה, תהליך השיחול הוא יעיל וכדאי בגלל שהוא מבטל את הצורך בפעולות עיבוד משלימות כגון עיבוד שבבי ולכן מאפשר ייצור בעלות חסכונית יותר. בנוסף, המוצר המתקבל מאופיין בחוזק מרשים ועמידות בפני קורוזיה. הביקוש למוצרי שיחול מפלדה נפוץ בתעשיית המכשור והציוד הרפואי (ליצירת מיכשור כירורגי, דנטלי ועוד) כמו גם בקרב חברות תעופה וחלל.