موضوع مقاله: روزن‌رانی ضربه‌ای | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # روزن‌رانی ضربه‌ای | مقدمه: اصلی‌ترین تفاوت روزن‌رانی ضربه‌ای با روزن‌رانی معمولی، سرعت بالای این فرآیند است.روزن‌رانی ضربه‌ای یکی از انواع فرآیندهای اکستروژن (روزن‌رانی) است که برای شکل‌دهی مواد از طریق نیروی پرس و با سرعت بالا استفاده می‌شود. | ## بخش 1: روزن‌رانی ضربه‌ای | این فرآیند قابلیت این را دارد تا قطعاتی با شکل نزدیک به محصول نهایی و تلرانس ابعادی مناسب تولید کند. روزن‌رانی ضربه‌ای شامل روزن‌رانی مستقیم، معکوس و ترکیبی است که بر اساس جهت حرکت سنبه و جریان ماده نسبت به هم تقسیم‌بندی می‌شوند. معرفی فرآیند در فرآیند روزن‌رانی ضربه‌ای، قطعه خام فلزی وارد قالب می‌شود و سپس یک سنبه، با نیروی چند صد تن و با سرعت بالا، به آن ضربه می‌زند. در نتیجه، ماده تحت فشار زیاد قرار گرفته و از طریق فضای موجود میان سنبه و قالب که تنها مسیر خروج است، جریان یافته و شکل داده می‌شود. این فرآیند بر اساس جهت حرکت سنبه و جریان ماده نسبت به هم، سه نوع اصلی دارد که عبارت‌اند از: روزن‌رانی ضربه‌ای معکوس: جهت حرکت سنبه در خلاف جهت جریان ماده روزن‌رانی ضربه‌ای مستقیم: جهت حرکت سنبه هم جهت جریان ماده روزن‌رانی ضربه‌ای ترکیبی: جریان ماده در هر دو جهت از آنجایی که در اکثر موارد ماده در دمای اتاق است، روزن‌رانی ضربه‌ای را می‌توان یک فرآیند شکل‌دهی سرد در نظر گرفت. تغییر شکل پلاستیک در دمای اتاق منجر به کرنش سختی می‌شود که دلیل آن حرکت نابجایی‌ها در ساختار شبکه ماده است. همچنین با توجه به انجام فرآیند در دمای اتاق، پس از فرآیند شکل‌دهی انقباض چندانی رخ نمی‌دهد و تلرانس‌های ظاهری قطعه مطابق تلرانس‌های قالب خواهد بود. برای قطعات فنجانی‌شکل تولیدشده با روش روزن‌رانی ضربه‌ای، حداکثر ارتفاع ممکن قطعه به عوامل مختلفی بستگی دارد. برای مثال در قوطی‌های گرد ساخته شده از آلومینیوم غیر آلیاژی نسبت 10:1 بین ارتفاع و قطر داخلی قوطی را می‌توان با یک مرحله روزن‌رانی ضربه‌ای به‌دست آورد. ساخت قوطی‌های مستطیلی نیز با این روش شدنی است اما به راحتی قوطی‌های استوانه ‌ای نیست. | ## بخش 2: روزن‌رانی ضربه‌ای | بررسی‌ها نشان داده که در طول فرآیند روزن‌رانی نیرو تا حدی بالا رفته و پس از آن کاهش می‌یابد. در واقع نیروی اکسترود دارای یک قله است که با افزایش استحکام کششی ماده، افزایش می‌یابد و به ساختار ماده نیز حساس است. فنجان‌های استوانه‌ای جدار نازک با روزن‌رانی ضربه‌ای معکوس، از آلیاژ ریخته‌گری اصلاح‌شده تشکیل می‌شوند و بهبود کارپذیری (به انگلیسی: Workability) قطعه‌کار با اصلاح دانه‌بندی به‌دست می‌آید. همچنین در طول این فرآیند، یک خروج از مرکز δ غیرقابل اجتناب در فنجان رخ می‌دهد که به جنس قطعه کار وابسته نیست. مشخص شده‌است که از طریق حداکثر خروج از مرکز بدون ایجاد ترک می‌توان کارپذیری قطعه کار را ارزیابی کرد. اگر چه روزن‌رانی ضربه‌ای دارای مزایایی در تولید قطعات فنجانی شکل جدار نازک با بهره‌وری بالاست، اما کاربرد آن به مواد با استحکام کم محدود می‌شود. برای اجرای رضایت‌بخش روزن‌رانی ضربه‌ای، بدون بزرگ کردن نسبت جرم سنبه به جرم قطعه خام، لازم است نسبت‌های روزن‌رانی در مقایسه با روزن‌رانی معمولی که فشار اعمال‌شده به صورت پیوسته است، کوچک‌ باشد. بنابراین فرآیند روزن‌رانی ضربه‌ای در ساخت قطعات کوچک قابل انجام است اما برای قطعات بزرگ‌تر به دلیل نسبت‌ روزن‌رانی بالاتر و در نتیجه‌ی آن الزام استفاده از نسبت‌ جرم سنبه به قطعه بزرگ، فرآیند غیرعملی خواهد بود. مزایای فرآیند از آنجایی که این یک روش سردکار است، نیازی به گرم کردن قطعه کار از قبل نیست و در زمان و هزینه صرفه‌جویی می‌شود و در عین حال می‌توان از مزایای کار سرد بهره‌مند شد. همچنین خود فرآیند نیز فرآیندی سریع است زیرا تنها یک ضربه برای شکل‌دهی ماده لازم است. | ## بخش 3: روزن‌رانی ضربه‌ای | به علاوه هزینه‌های ابزارسازی آن کمتر است، در حالی که خود ابزارها نیز عمر طولانی‌تری نسبت به سایر تکنیک‌ها دارند. از دیگر مزایای روزن‌رانی ضربه‌ای می‌توان به افزایش مقاومت در برابر خوردگی، چیدمان یکنواخت دانه‌ها و ایجاد محصولات نهایی سبک‌تر اشاره کرد. علاوه بر این، قطعات تولید شده دقت ابعادی و پرداخت سطح خوبی دارند و برای دستیابی به محصول نهایی عمدتا نیازی به ماشینکاری‌های بعدی نخواهد بود‌. مواد قابل استفاده در فرآیند آلومینیوم و آلیاژهای آلومینیوم، مس و آلیاژهای مس، فولادهای کربنی، فولادهای آلیاژی و فولادهای زنگ‌نزن، تیتانیم، روی و منیزیم را می‌توان با این روش اکسترود کرد. آلیاژهای با استحکام کمتر و انعطاف پذیرتر، مانند آلومینیوم 1100 و 3003، راحت‌ترین آلیاژها برای اکسترود هستند. البته هنگامی که در محصول نهایی به خواص مکانیکی بالاتری نیاز باشد، از گریدهایی با قابلیت عملیات حرارتی استفاده می‌شود. قطعات تولید شده از روزن‌رانی ضربه‌ای از قطعات فنجانی ساده مانند کاسه‌های فیلتر هوای فشرده، محفظه سوئیچ‌ها و پیستون‌های ترمز گرفته تا قطعات پیچیده مانند سیلندرهای آیروسل، بطری‌های آلومینیومی و قوطی‌های آجدار، اتصالات الکتریکی، محفظه‌های موتور، قطعات لوازم خانگی، شفت‌های پلکانی، پولی‌ها و مبدل‌های حرارتی را شامل می‌شود. همچنین تیوب‌های نگه‌دارنده آلومینیومی (مانند تیوب خمیردندان، چسب، رنگ و...) نیز با این روش تولید می‌گردند. گفته می‌شود با روزن‌رانی ضربه‌ای، می‌توان تا پنج برابر قطعات بیشتری نسبت به کشش عمیق ساخت، در حالی که استفاده از مواد نیز بسیار بیشتر است. | ## جمع‌بندی | از روزن‌رانی ضربه‌ای سرد همچنین می‌توان در تولید قطعات فنجانی‌شکل با دیواره‌های دو فلزی ، از جنس دو فلز غیرمشابه، استفاده کرد.