Ekstrüzyon preslerinde imalat verimliliğinde en önemli etkenlerden birisi de ölü zamandır. Ölü zaman presin imalatı sırasında billetin profile dönüştüğü süre dışında kalan zaman olarak tanımlanır. Başka bir ifadeyle yardımcı hareketlerin yapılması sırasında geçen süre olarak da nitelendirilebilir.

Ölü zaman hesaplanmasında, bir önceki baskının bittiği yani basıncın sıfıra düştüğü zaman ölçüme başlanır. Sonraki billetin kovana yüklenip, hava alma işlemini tamamlayıp maksimum basınca ulaşması ile ölçüm sonlandırılır. Okunan değer presin ölü zamanı olarak ifade edilir.

Literatür olarak net bir tanımı olmamasına karşın hammaddeyi birim zamanda profile çevirme işlemidir. Genel anlamda 4 farklı metod ile hesaplanmaktadır. Bunlar ;

1. Birim zamandaki zımba hızının (mm/sn) ölçülmesiyle.
2. Birim zamandaki profil hızının (m/dk) ölçülmesiyle.
3. Birim zamanda elde edilen net üretim (kg/h) miktarının ölçülmesiyle.
4. Birim zamanda tüketilen brüt hammadde (kg/h) miktarının ölçülmesiyle hesaplanmaktadır.

Ekstrüzyon işlemi esnasında istenilen kesitli ürünü elde etmek için kullanılan ekipmandır. Başlıca 2 çeşit kalıp vardır. Bunlar;

1. Düz (solid) kalıplar.
2. Köprülü kalıplar.

İstenen şekle bağlı olarak üretilmiş kalıba konulmuş metalin, yüksek basma kuvvetiyle akmaya zorlayarak şekil verme işlemidir. Diş macunu tüpünden diş macunu sıkılmasına benzetilebilir. Temel olarak 2 farklı ekstrüzyon metodu vardır. Bunlar;

• Direkt Ekstrüzyon
• Indirect Ekstrüzyon

Ekstrüzyon işlemi öncesinde kalıplarına ön ısıtma işlemi yapılmasının başlıca amaçları şu şekildedir.

• Kalıp ömrünün uzatılması.
• Akış dengesinin sağlanması ve hurda miktarının azaltılması.
• Billetin kalıp yüzeylerine yapışmasının önlenmesi.

1. Alüminyum billetler 400 – 500 °C dereceye kadar ısıtılır.
2. Billet istenilen ısı derecesine ulaşmasının ardından üstüne yağlama maddesi ince bir film olarak aktarılır. Isı sebebi ile kalıp ve malzemenin birbirine yapışmasını engelleyecektir.
3. Billet taşıyıcıya aktarılır.
4. Billet kütükleri itilir.
5. Kalıptan daha büyük olan alüminyum billet kütükleri taşıyıcı duvarlar ile tam temas halinde iken karşıdaki kalıp tarafından ezilir. Alüminyum kalıp boyunca itilirken sıvı azot işlemi soğutmak için kalıbın etrafından akar. Bazı durumlarda sıvı azot yerine azot gazı kullanılır.
6. Basınç sonucu billet alüminyum kalıbın boşluğundan sıkılarak çıkmaya başlar.
7. Ekstrüzyon işlemi sırasında sıcaklık anlık olarak ölçülüp kaydedilir. Sıcaklığı bilmenin amacı maksimum basınç hızlarını koruyabilmektir.
8. Ekstrüzyonun çekilmesi sırasında, ekstrüzyon çıkışı soğutma uzunluğu boyunca bir dizi fanlar ile yapılır.
9. Billet kütüğü üzerinde bulunan oksitli kısım atılır.
10. Ekstrüzyon istenen uzunluğa ulaştığında ekstrüzyon profili testere yardımı ile kesilir.
11. Metal soğutma masasında transfer edilir.
12. Alüminyum tabla boyunca hareket edilip soğutulduktan sonra alüminyum sertleştirme ve hizalama işlemlerine tabi tutulur.
13. Ekstrüzyon gerilmiş bir testere bıçağına aktarılıp belli uzunluklar ile kesilmektedir.

• Üretilecek profilin kesit şekli,
• Ekstrüzyon oranı,
• Ekstrüzyon kalıbının cinsi,
• Ekstrüzyon için gereken kuvvet (presin gücü),
• Üründe istenen mekanik özellikler,
• Üründe istenen yüzey kalitesi.

Faydaları;

• Yüzey kalitesinin iyi olmasını sağlar,
• Mekanik değerlerin iyi olmasını sağlar.

Zararları;

• Ekstrüzyon işlemini zorlaştırır,
• Pres basıncının yükselmesine ve hidrolik yağının ısınmasına sebep olur,
• Kalıbın daha büyük basınç altında kalarak zarar görmesine neden olur.

• Profilin ekstrüzyon üretimi sırasında testere ile numune parça kesilir.
• Kesilen parça çapakları temizlenir.
• Tarama cihazı ile profil yüzeyi taranır.
• Cihaz hafızasındaki profil teknik resmi ile ölçüm kıyaslanır.
• Hassas terazide gramaj kontrolü yapılır.
• Profildeki sapmalar ve kalınlık ölçümleri bu şekilde kolaylıkla yapılabilir.

Alüminyum profil üretiminde kullanılan staker genellikle bir makine olarak tasarlanır ve üretim hattının sonunda yer alır. Staker, üretilen alüminyum profilleri yığın halinde toplamak için kullanılır.

Çalışma prensibi genellikle şöyledir: İşlem bittiğinde, üretim hattının sonundaki taşıyıcı sistem, alüminyum profilleri staker’a aktarır. Staker, taşıyıcı sisteme entegre edilmiştir ve taşıyıcı sistem tarafından iletilen profilleri otomatik olarak tanır.

Staker, bir çift zincirli tahrik mekanizmasına sahiptir. Bu mekanizmalar, profil yığınını kontrol etmek ve düzgün bir şekilde yığmak için birkaç farklı hızda çalışabilirler. İki zincirli tahrik mekanizması, alüminyum profillerini yanlarında taşır ve yukarı doğru hareket ettirir. Profil yığını yükseldikçe, staker mekanizması diğer yana doğru hareket eder ve üstteki profil yığınına yer açar.

Staker, genellikle bir dokunmatik ekran veya diğer kontrol cihazları tarafından kontrol edilir. Bu cihazlar, staker’ın çalışma hızını, profil yığınlama sırasını ve diğer parametreleri ayarlamak için kullanılır.

Sonuç olarak, staker, alüminyum profil üretiminde kullanılan otomatik bir cihazdır. Bu cihaz, üretilen profilleri yığın halinde toplar ve yüksek verimlilikle çalışır.

Elektrik iletiminde en çok tercih edilen malzeme bakırdır. Ancak alüminyumun avantajları da, elektrik iletiminde tercih edilmesinin önünü açmaktadır.

Alüminyumun iletkenliği bakıra göre %39 daha düşüktür. Ancak buna karşılık alüminyum, bakırdan %70 daha hafif ve ciddi seviyede ucuzdur. Yani aynı elektrik direncine sahip bir alüminyum tel, bakır telden iki kat daha hafiftir.

Ekstrüzyon işleminde kullanılan billet alanı ile elde edilen profilin kesit alanı arasındaki orandır. Başla bir ifadeyle;

Ekstrüzyon Oranı = Billet alanı / Profil alanı

Ekstrüzyon oranı düşük olduğunda, en büyük metal kütlesini içeren şeklin bölümleri üzerinde çok az mekanik işlem yapılacaktır. Metalurjik yapısı, döküm (iri taneli) durumuna yaklaşacaktır. Bu yapı mekanik olarak zayıftır. 10’dan az ekstrüzyon oranına sahip şekiller, mekanik özellikler açısından garanti edilemeyebilir.

Ekstrüzyon oranı yüksek olduğunda durum tam tersidir. Metali kalıptaki daha küçük açıklıklardan geçirmek için daha fazla basınç gerekir ve aşırı sürtünme meydana gelir. Sert alaşımlar için normal olarak kabul edilebilir ekstrüzyon oranları 35, yumuşak alaşımlar için ise 100 ile sınırlıdır. Sert alaşımlar için normal ekstrüzyon oranı aralığı 10 ile 35, yumuşak alaşımlar için 10 ile 100’dür.

Ekstrüzyonun gerçek şekli sonuçları etkileyebileceğinden bu sınırlar mutlak kabul edilmemelidir. Ekstrüzyon oranı ne kadar yüksekse, metal akışına karşı artan direncin bir sonucu olarak parçanın ekstrüzyonu o kadar zor olur. Sert alaşımların ekstrüzyonu için maksimum basınca ihtiyaç vardır.

Ekstrüzyon işleminden önce kalıpların ısıtılmasıdır. İlgili sıcaklık, çözeltiye alma değerinin 50-60 derece altında olmalıdır. Düşük kalıp sıcaklıklarının oluşturduğu bazı uygunsuzluklar şu şekildedir.

• Kalıp tıkanmalarına sebep olur.
• Kalıbın soğuk olması durumunda alüminyum akışı gerçekleşmez. Baskıya devam edilmesi basıncın yükselmesine, sonucunda da kalıbın kırılmasına sebebiyet verir.
• Dolu profillerde profil ölçülerinde sapmalar meydana gelir.
• Üretim süresi uzaması nedeni ile verimsizlik oluşturur.
• Yüzey kalitesi düşük olur.
• Yağ sıcaklığının artmasına ve ekipmanların hasar görmesine sebep olur. Dolayısıyla yağ kaçaklarına neden olur.
• Baskı hızının düşmesine, soğuma bozukluklarına, dolayısıyla termik işleminde istenilen sertliklerin elde edilememesine sebep olur.

Alüminyum alaşımlarına yapılan ısıl işlemler değişik şekillerde uygulanabilir ve uygulanan işlem TX sembolleri ile alaşım numarasının yanına yazılır. Bu işlemler şu şekilde ifade edilmektedir:
O : Tavlanmış, F : Üretildiği gibi, H : Sertleştirilmiş, T : Isıl işleme tabi tutulmuş demektir.

• T1 : Sıcak şekillendirme işleminden sonra soğutulmuş ve tabii yaşlanmaya bırakılmış.
• T2 : Sıcak şekillendirme işleminden sonra soğutulmuş, soğuk şekillendirilmiş ve tabii yaşlanmaya bırakılmış.
• T3 : Çözeltiye alma işlemi yapılmış, soğuk şekillendirilmiş ve tabii yaşlanmaya bırakılmış.
• T4 : Çözeltiye alma işlemi yapılmış ve tabii yaşlanmaya bırakılmış.
• T5 : Sıcak şekillendirme işleminden sonra soğutulmuş ve suni yaşlandırma yapılmış.
• T6 : Çözeltiye alma işlemi yapılmış ve suni yaşlandırma yapılmış.
• T7 : Çözeltiye alma işlemi yapılmış ve aşırı yaşlandırma yapılmış.
• T8 : Çözeltiye alma işlemi yapılmış, soğuk şekillendirilmiş ve suni yaşlandırma yapılmış.
• T9 : Çözeltiye alma işlemi yapılmış, suni yaşlandırma yapılmış ve soğuk şekillendirilmiş.
• T10 : Sıcak şekillendirme işleminden sonra soğutulmuş, soğuk şekillendirilmiş ve suni yaşlandırma yapılmış.

Ekstrüzyon işlemi esnasında oluşan hata türlerinin başında gelmektedir. Elde edilen ürün üzerinde hava boşlukları şeklinde görülen hatalara verilen genel tanımlamadır. Başlıca sebepleri şu şekildedir.

• Hava alma sisteminin olmaması ya da yanlış basınçta hava alma işleminin yapılması.
• Parça billet kullanımı.
• Kovan sıcaklığının uygun olmaması.
• Billet sıcaklığının uygun olmaması.
• Kovan içerisinde biriken, oksit, yağ ve metal kalıntılarının temizlenememesi.
• Araiş miktarının ideal uzunlukta olmaması.
• Ekstrüzyon sonu ara iş kesme bıçağının, zımbanın, kovanın aşırı yağlanması.
• Sıcak kesme prosesinin düzgün kesim yapmaması.
• Kalıp, kovan ve zımba eksenlerinin uygun pozisyonda olmaması.
• Ara iş kesme bıçağının, kalıp portlarını boşaltarak hava boşlukları yaratması.
• Dummy block tasarımının hatalı olması.
• Kovan gömleğinin hasarlı olması.
• Hammadde içinde hava boşluğu olması.
• Uygun olmayan kalıp dizaynı.

Ekstrüzyon işlemi sonrası alüminyum profillerin yüzeylerinde oluşan hatalardan birisi de yüzey çizgileridir. İlgili hatanın başlıca sebepleri aşağıdaki gibidir.

• Tel Erezyon Kesiminden kaynaklı kalıp yüzey bozuklukları.
• Kalıp ön havuzunda bulunan kesici takım izleri.
• Hatalı geçiş boyu.
• Uygun olmayan nitrasyon.
• Yüksek billet sıcaklıkları.
• Uygun olmayan baskı hızı.
• Kovan içi (çekirdek) yüzey bozuklukları.
• Homojen hammadde (billet) kullanılmaması.
• Çıkış sehpası kullanılan hatalı grafit malzeme.
• Uygun olmayan aktarma bantları.
• Uygun olmayan araiş (dipçik) mesafesi.

Ekstrüzyon kalıplarında presleme sonrasında kalıp yüzeyinde aşınmalar meydana gelmektedir.
Bu aşınmalar ektrüzyon sonrası profil yüzeylerinde pürüzlere sebep olmaktadır.
Nitrasyon (Tenifer) prosesi ile sonrasında oluşan bileşik tabaka yardımıyla aşınma dayanımı artan yüzey sayesinde pürüzlülükler azalır ve kalıpların bakım aralıkları uzar.
% 3-5 siyanit ve %37 siyanat tuzlarıyla 570-580 C° de yapılır.

Faydaları;

• Ekstrüzyon işlemini kolaylaştırır.

Zararları;

• Yüzey görünümünü olumsuz etkiler,
• Kalıbın çabuk aşınmasına sebep olur,
• Ürün yüzeyinde pürüzlere ve çizgilere neden olur,

• Teknik resim var mı? (alaşım, gramaj, tolerans, görünen yüzey vb. bilgileri içermeli)
• Hangi uluslararası standartlara göre üretilecek?
• Sipariş boyu nedir?
• Nihai kullanım boyu nedir?
• Yıllık tahmini kullanım miktarı nedir?
• Yüzey bilgisi nedir? (pres, toz boya, eloksal, talaşlı imalat, askı izi vb.)
• Paketleme bilgisi nedir? (paketleme şekli, folyo vb.)

Ekstrüzyon endüstrisinde kalıplara uygulanan tavlama işleminin amaçları şu şekildedir.

• Kalıp erken hasar riskini azaltmak,
• Dengesiz metal akışının olduğu üretimin başlangıcındaki hurda miktarını azaltmak,
• Billetin yapışmasını önlemek.

Kalıpların ekstrüzyon işleminden önce ısıtılması gerekir. İlgili değer, çözeltiye alma sıcaklığının 50-60 C altında bir sıcaklık olmalıdır.

Düşük kalıp sıcaklıkları aşağıdaki uygunsuzluklara sebep olur. Bunlar ;

• Ekstrüzyon profil kalıbının tıkanmasına sebep olur.
• Pres basıncının yükselmesine sebep olur ve kalıbın kırılmasına neden olur.
• Alüminyum profil ölçülerinde sapmalar meydana gelir.
• Üretim süresi uzaması nedeni ile imalat kaybına sebep olur.
• Yağ ısınmasına dolayısı ile yağ kaçaklarına neden olur.
• Baskı hızının çok düşük olması kaynaklı soğuma bozukluğu ve devamında da termik işlemlerinde sorunlara neden olur.

Alüminyum alaşımının belirli süre ve sıcaklığa tabi tutularak sertleştirilmesi işlemidir. Her alaşım yapay yaşlandırma işlemine aynı tepkiyi vermeyebilir.

İşlemin sağlıklı sonuç vermesi için, önceki prosesin uygun şartlarda yapılması gerekmektedir. Örneğin uygun döküm işlemi yapılmayan hammadde , uygun sıcaklıkta yapılmayan ekstrüzyon (kalıp sıcaklığı, billet sıcaklığı, ekstrüzyon çıkış sıcaklığı vb) sonrasında istenilen sonuç elde edilemez.