押出成形
押出成形で、表面にヒビ割れが生じることがある。この押出加工材とダイスやダイス表面のメタルとの間のせん断力によって生じる押出加工材表面の傷は「テアリング」と呼ばれ、低品質なものや不良品として扱われる。温度設定、摩擦、押出速度が高すぎるのが主な原因である。また、温度が低すぎて素材が金型に固着して発生することもある。また、摩擦が大きすぎたり、周辺と中心部で温度差が生じたりすると、不純物や酸化物が製品の中心部に集まることがある。また、金型の設計が流体静力学的に問題があると、製品内部にヒビや空隙が生じることがある。
また、押出成形された製品の表面には押出し方向に直線的な筋がつくことがある。これは、金型に素材が固着したまま製造を続けている場合に起きやすい。
コンテナ内にビレットを閉じ込めて加圧する方法では、ビレットをすべて押出すことはできずに「デッドメタル」として残る。直接押出では間接押出よりも多くのデッドメタルが出る。ビレットの外面には摩擦力が働くのでダイ直前で素材の中央部だけが先進し、この塑性流動による製品内部の歪みも直接押出の方が大きくなる。また、製造時に比較的狭い押出条件から外れ、潤滑材の選定やダイの形状、圧力の調整を誤れば、製品の内部に「シェブロン・クラック」と呼ばれる空洞(>形の亀裂)が生じる事がある。
素材を圧縮してダイスと呼ばれる金型から押し出し、必要な形状の断面を形成する 。製造プロセスとしての利点は、非常に複雑な断面形状を形成できる点と、素材にかかる応力が圧縮応力とせん断応力だけであるためもろい素材も成形できる点である。また、押し出された表面は非常に滑らかになり仕上げが不要である。
一般に押出成形される素材として金属、重合体、セラミックス、コンクリート、食品などがあり、アルミサッシのようなアルミニウム製品の加工で多用されている。
理論的には無限に長い物体を形成でき、実際にも多数の部品を連続的に製造できる。押出成形プロセスは熱い素材にも冷たい素材にも適用可能である。
単純な押出し用金型では中空部分のある断面形状を形成できない。中空部分を形成する金型の部分をセンターピースと呼ぶが、単純な金型ではセンターピースを固定できないためである。一般に金型はある程度の厚さがあるので、最終的な穴の形状が中空部分のある断面形状になるようにし、素材を押し付ける側でセンターピース部分を保持できるように形成しておけば、中空部分のある断面を形成できる。したがって、そのような金型は厚みの方向に沿って穴の形状が徐々に変化することになる。
原料は気化しやすい溶剤で溶かされたまま加熱はされず、所定の断面形状のノズルから押出され、高温ガス中にさらされて溶剤は蒸発し乾燥される。乾燥した繊維の束が端から巻き取られる。アセテート、スパンデックス、多様なアクリル繊維の紡糸に採用される
中空形状の繊維製品の押出成形では、金属を素材とするダイと異なりノズルは簡単な構造で済む。ポリマーはノズルから出た直後にはまだ流動性があるため、対向する端同士が勝手に繋がって管状となる。
1797年、ジョゼフ・ブラーマが鉛管を製造する押出成形プロセスの世界初の特許を取得した。事前に熱した金属を人力で金型に押し付け、中空の管状に成形するものである。しかしこの製造装置は実際には製作されず、最初に油圧式押出成形装置を製作したのは Thomas Burr で、1820年のことだった。なお、このころは「押出 = extrusion」ではなく「噴出 = squirting」と呼ばれていた。1894年、Alexander Dick が銅や真鍮の押出成形法も開発した。