עיבוד חומרים הוא תחום ידע עתיק למדי בתרבות האנושית. עם זאת, בעידן המודרני היקף החומרים שעומדים לרשותנו גדל וכמובן, השינוי הגדול ביותר הוא טכנולוגיות ייצור שהתקדמו ללא הכר. לצד טכניקות ייצור מיוחדות, התגבשו עם הזמן גם טכניקות נפוצות מאוד אשר נמצאות בשימוש נרחב. “אקסטרוזיה” היא בין החשובות שבהן והיא מיושמת על מגוון רחב של חומרים למטרות רבות.
מה זה אקסטרוזיה?
אקסטרוזיה, או שיחול בעברית, הוא תהליך של העברה רציפה של חומר גלם כלשהו דרך פתח בשטח חתך יותר קטן ממנו. מתקבל בתהליך זה משטח אחיד למדי, בעובי קבוע וכמובן קטן יותר מהעובי המקורי. אקסטרוזיה היא אחת משיטות העיבוד העתיקות והחשובות ביותר בעבודה בחומרים שונים. היום עדיין משתמשים בה באופן נרחב, אם כי בתוספת שכלולים טכניים שונים ובסביבת ייצור מודרנית.
מהו תהליך האקסטרוזיה?
בבסיסו, תהליך האקסטרוזיה פשוט מאוד. הוא מבוצע כתהליך של ייצור רציף, שבו חומר נדחס למכונת ייצור דרך מעבר צר ויוצא מהמכונה בצד השני כמשטח רציף. לאחר מכן עשויים להיות שלבים נוספים, כגון חיתוך המשטח בהתאם לצורך, קירור והשארת המשטח ל”התיישנות” (aging). אקסטרוזיה ניתנת לביצוע בשתי גישות עיקריות. בגישת הדחיסה החומר יוצא דרך “דיזות”, שבוחרים או מייצרים בהתאם לתוצאה המבוקשת. גישה נוספת היא ערגול ובה החומר מועבר דרך שני גלילים. אקסטרוזיה מבוצעת פעמים רבות תוך חימום חומרי הגלם לחום גבוה מאוד, המתקרב לחום ההתכה שלהם. אך אפשר לבצע אותה גם ללא חימום, כדי להשיג תועלות מסוימות כגון מניעת התחמצנות.
באילו חומרים אפשר לעשות אקסטרוזיה?
אקסטרוזיה לאלומיניום
אלומיניום הוא כמובן מתכת, אך מתאים להזכיר אותו בהקשר זה בנפרד משאר המתכות. האלומיניום נפוץ מאוד בתעשיות שונות ורואים שימוש בו בשיחול, למשל לייצור פרופילי אלומיניום לחלונות. זו מתכת רכה יחסית, המתאימה לאקסטרוזיה ללא חימום.
אקסטרוזיה למתכת
יש לא מעט סוגי מתכות מלבד אלומיניום, אשר נמצאות בשימוש כחומרי גלם. ככלל, מתכות הן סוג החומרים העיקרי שבו מיישמים את שיטת האקסטרוזיה. טיטניום, פליז ועוד סוגי מתכת רבים ניתנים לעיבוד בצורה כזו. עם זאת, לכל סוג מתכת יש כמובן מאפיינים שונים מעט ובהתאם לכך עיבוד כזה עשוי להיות יותר או פחות מורכב, מאתגר ויקר.
אקסטרוזיה לפלסטיק
סוגי פלסטיק רבים כגון אוקולון, מיוצרים בדרך כלל באמצעות הזרקה. עם זאת, ניתן להשתמש באקסטרוזיה גם לפלסטיק מסוגים שונים. הפלסטיק כשמו כן הוא, “פלסטי”, כלומר בעל יכולת לשנות מצב צבירה ולהפוך ממוצק ליותר נוזלי וקל לעיבוד. גרגרי פלסטיק הם צורה נפוצה של חומר גלם לתהליך כזה. הם מחוממים לטמפרטורה מתאימה בהתאם לסוג הפלסטיק ובתהליך האקסטרוזיה הופכים למשטחים רציפים שיוצאים מהמכונה.
אקסטרוזיה לגומי
מתכות שונות מפלסטיק, ושני חומרים אלה שונים מגומי ולמעשה גומי הוא חומר די מיוחד. כאשר מבצעים איתו תהליכי אקסטרוזיה מוסיפים גיפור. זהו תהליך שנועד לתת לגומי יותר חוזק וגמישות והוא מכונה גם בשם וולקניזציה. לאחר מכן דרוש גם שלב של ייבוש הגומי.
למה משתמשים באקסטרוזיה?
במסגרת שיפור תהליכי ייצור בפרט ושיקולים רבים בכלל, עשויים להיכנס לשאלה אם להשתמש באקסטרוזיה או בשיטה אחרת או אולי בכלל בכמה שיטות. בהתאם לנסיבות, אקסטרוזיה עשויה להיות דרך משתלמת ומהירה לעבד חומרי גלם ולצמצם את הצורך בביצוע תהליכי עיבוד שבבי. היא עשויה להיות זולה וגם מהירה יותר, ביחס לשיטות ייצור כגון הזרקה. כמו כן, הדיזות המשמשות לקביעת אופי התוצר שמתקבל זולות למדי. הודות ליתרונות אלה, אקסטרוזיה מתאימה ליישומים רבים כגון ייצור המוני של צינורות ולענפי תעשייה מגוונים כגון חקלאות, רכב או בנייה. מצד שני, כדאי להביא בחשבון שהיא לא תמיד תספק תוצר מדויק מספיק ביחס לדרישות.
לסיכום
האקסטרוזיה הוכיחה את עצמה לאורך השנים כשיטה שלה יתרונות רבים. העובדה שהיא עדיין נמצאת בשימוש נרחב מעידה על כך ועל התועלת הרבה שאפשר להפיק ממנה, בשימוש מחושב ומקצועי.
