שיחול
שיחול[1], טרידה או אקסטרוזיה היא סוג של עיצוב בו חומר בסיסי, לרוב מטיל מתכת, באורך וחתך מסוימים, מאולץ, באמצעות דחיסה או ערגול, לעבור דרך גוף בעל שטח חתך קטן יותר. בדרך זו מתקבל שטח חתך חדש.
תיאור התהליך
השיחול הוא תוצר של שינויים גאומטריים ודפורמציה של חומר באמצעות תהליך עיצוב/ערגול חם או קר. בשיחול האורך של הפרופיל המשוחל נגזר מגודל ומשקל הפרופיל המקורי. בדרך זו, ניתן לייצר מספר לא מבוטל של חתכי ערב. חתך הערב שנוצר יהיה אחיד לכל אורכו. תהליך השיחול נוטה לייצור מבנה עם כיווניות גרעינית בכיוון הערגול/דחיסה. מוצר שיוצא מהטבעים נחשב לגמור חלקית ודורש עיבוד נוסף לפי הצורך והשימוש הייעודי שלו. השחילים יוצאים מהטבעים מאוד ארוכים ויש צורך לחתוך אותם למידה הדרושה. לעיתים נדרש תהליך של טיפול תרמי על מנת לשפר את התכונות המכניות. התהליך מייצר כוחות גזירה ודחיסה בחומר. בגלל אי היווצרות מתיחה יש אפשרות להגיע לרמת עיוותים גבוהה מבלי לקרוע את החומר.
יתרונות
השימוש בשיחול במבנים סטרוקטורליים ואחרים ממזער את הצורך לבצע תהליכי עיבוד שבבי נוספים בחומר הגלם למרות שטיב השטח של השחיל אינו כטיב השטח של פריט שעבר עיבוד שבבי. טיב השטח לשחילי פלדות הוא 3 מיקרון ולמתכות הצבעוניות 0.8 מיקרון. מגוון שטחי החתך שניתן לייצור בתהליך השיחול רחב מאוד וקשה מאוד להתחרות ולייצר חתכים דומים בטכנולוגיות אחרות (כמו שיבוב או יציקה) באותה עלות.
מגבלות
קיימות מגבלות לשחילים בעיקר בתצורה הגאומטרית שלהם. העובי המינימלי להשגה הוא בין 1-3 מילימטרים, כתלות בסוג המתכת. שטח חתך הערב המינימלי הוא כ-250 ממ"ר, רדיוס הפינה הוא בין 0.8-0.4 מילימטרים, כתלות בסוג המתכת. לרדיוס Fillet נדרשים 4.0 מילימטרים.[2]
תהליך שיחול בקר
תהליך זה מתבצע בטמפרטורת החדר או בטמפרטורה קרובה לטמפרטורת החדר. תהליך זה אפקטיבי לרב החומרים בתנאי שהטבעים לביצוע יהיו מספיק חסינים ונושאים את המאמצים שנוצרים כתוצאה מתהליך ביצוע השיחול.
דוגמאות לחומרים מיועדים לשיחול בקר
בדיל, עופרת, אלומיניום ונתכיו, נחושת, טיטניום, מוליבדניום, ונדיום, פלדות שונות ועוד.
דוגמאות לחתכי ערב ותצורות שכיחים
צינורות, גביעים מאלומיניום, גופים צילינדרים.
יתרונות השיטה הקרה
- לא נוצרת התחמצנות בתהליך
- תכונות מכניות טובות תודות למאמץ מהעבודה הקרה המסיבית בקר[3]
- טיב שטח טוב בעזרת חומר סיכה מתאים
תהליך שיחול בחם
תהליך זה מתבצע בטמפרטורה גבוהה, בקרבת טמפרטורת ההתכה של המתכת.[4] הלחצים שנוצרים בתהליך ינועו בין 5000-100,000 PSI. הטמפרטורה והלחצים הגבוהים משפיעים על אורך חיי הטבעים וחלקים אחרים בתהליך ונדרשת לובריקציה טובה בתהליך. בטווח הטמפרטורות הנמוכות יותר הלובריקציה היא באמצעות שמן או גרפיט. בטווח הטמפרטורות הגבוהות יותר כתלות בחומר המטופל משתמשים בסיבי זכוכית כמסכך.
חלקים טיפוסיים שמיוצרים בשיחול
- חלקים במערכות שונות בתעשיית הרכב.[5]
- חלקים סטרקטוראליים לתעשיית התעופה.[6]
- פרופילים מאלומיניום (למשל לחלונות)
קישורים חיצוניים
- שיחול, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)
הערות שוליים
- ^ שִׁחוּל במילון הנדסה כימית [כימיה] (תשמ"ט), באתר האקדמיה ללשון העברית
- ^ Fillet הוא רדיוס הפינה שיוצר הכרסום בחוץ או בתוך החומר.
- ^ הפסקה נכונה כל עוד הטמפרטורה שנוצרה בתהליך היא מתחת לטמפרטורת הגיבוש מחדש.
- ^ באזור בין 50-75% מטמפרטורת ההתכה.
- ^ מסגרות של חלונות, חלקים סטרקטורליים אחרים
- ^ מסגרות לחלונות, אורכנים מבניים, פריטים להעברת עומסים גבוהים
