押出成形
押出し断面の形状は押出しの容易さに対して重大な影響を与える。押出し断面の形状を囲む最小の外接円の直径は必要な金型の大きさに直結し、それによって使えるプレス機械が制限されることになる。大型のプレス機では、アルミニウムでは直径60cmほど、鋼やチタンでは直径55cmほどまで可能である。
押出し形状の複雑さを大まかに定量化する数値として「形状係数」があり、単位質量あたりの表面積で表される。形状係数は器具のコストや生産性に影響する。
厚い部分は一般に金型の入口も大きな穴が必要である。素材がうまく流れるようにするには、マンドレルを支える脚部の長さを厚さの10倍未満にするのが望ましい。断面形状が非対称な場合、隣接する部分はなるべく同じ大きさにするのが望ましい。鋭い角は避けるべきである。アルミニウムとマグネシウムでは、角の最小半径は0.4mm以上、鋼では0.75mm以上にすべきで、角の内径は3mm以上にすべきである。次の表は、各種金属で押出し可能な最小断面積と最小の厚さを示している。
アルミニウム合金の押出成形でのダイスからの流出速度の調節は、ダイスの狭隘部である「ベアリング部」の形状でも行われる。チョーク角を持った「チョークベアリング」ではメタルフローが遅くなり、リリーフを持った「リリーフベアリング」ではメタルフローが早くなる。金属素材の流速を適正にコントロールすることは、単に素材内での流速の不均一性の低減がクラックの発生を抑えるだけでなく、摩擦で生じるダイスの加熱を抑えて変形量を設計範囲内に収める事を目的とする。
まず、材料を熱することから始める。次にそれを圧力をかけられる容器に入れる。容器の一端には金型があるので、もう一方から材料を金型に押し付けるため、ダミーのブロックをそちらに置き、それに何らかの駆動力で圧力をかけることで金型から材料が押出される。
金型の材料を押し付ける側の断面積を最終的に材料が出て行く側の穴の断面積で割った値を「押出し比 (extrusion ratio)」と呼ぶ。
直接押出も間接押出も今では液圧駆動が一般的だが、小型の装置では機械式のものも使われている。液圧式プレス機には、直接油圧駆動とアキュムレーター水駆動がある。
直接油圧プレス機は単純で頑丈なため、最も一般的である。35MPa以上の力を発揮できる。押出しに際しては一定の圧力をかけられる。ただし、押す速度は遅く、50mm/sから200mm/sである。
アキュムレーター水駆動は大型の装置に使われる方式で、コストも高い。押す間に圧力が10%ほど低下するという欠点はあるが、高速で押すことができ、最高で380mm/sである。このため、鋼の押出成形によく使われる。また、熱間押出で非常に高い温度が必要な場合、油圧では火災事故の危険性があるため、こちらの方式を使う。
液圧押出プロセスでは、一般にひまし油を最高で1400MPaに加圧して使う。ひまし油が使われるのは、潤滑性がよく高圧に加圧された際の特性が優れているためである。
セラミックスを押出成形することもできる。テラコッタを押出成形して管(土管)を製造する。レンガも最近では押出成形で作られている。