شبیه سازی و بهینه سازی تاثیر زاویه و شعاع قالب بر فرآیند اکستروژن مستقیم آلیاژ آلومینیوم 6061

از مشکلات اساسی فرآیند اکستروژن می توان به توزیع غیریکنواخت حرارت، افزایش نامطلوب میزان حداکثر فشار میان شمش و قالب و تغییر شکل ناهمگون شمش اشاره نمود. با انتخاب درست پارامترهای هندسی فرآیند می توان این مشکلات را تا حد قابل قبولی کاهش داد. در این پژوهش ابتدا یک مدل المان محدود برای تحلیل فرآیند اکستروژن مستقیم ایجاد شد و سپس با توجه به نتایج تجربی سایر محققین نتایج این شبیه ‌سازی مورد صحت سنجی قرار گرفت. بر مبنای همین مدل و از آنجایی‌که حداکثر تنش ایجاد شده در شمش، تاثیر مهمی در خواص فیزیکی و رشد ترک ‌های سطحی در پروفیل نهایی حاصل از این فرآیند دارد، حداقل تنش بیشینه در شمش آلومینیوم مبنای بهینه‌ سازی هندسه قالب قرار گرفت و به کمک پارامترهای بهینه، شرایطی ایجاد گردید تا نیروی مورد نیاز فرآیند اکستروژن به حداقل مقدار خود برسد. علاوه براین پارامترهای هندسی و مکانیکی فرآیند به کمک نرم ‌افزارهای شبیه ‌ساز و بهینه ‌ساز کتیا، آباکوس و مودفرانتییر مورد بررسی قرار گرفت و سپس بهینه ‌ترین حالت حاصل گردید. نتایج حاصل از بهینه سازی نشان داد زاویه 45 درجه و شعاع 12 میلی متر به ترتیب بهینه ‌ترین مقدار برای زاویه قالب و شعاع قالب است.

simulation and optimization of the direct extrusion process of aluminum alloy 6061

during the extrusion process, several key challenges emerge, such as the uneven heat distribution, an unwanted surge in the peak pressure between the billet and the die, and non-uniform deformation of the billet. by choosing suitable geometric parameters for the process, these issues can be mitigated to a tolerable extent. in this research, an initial step was to develop a finite element model to scrutinize the direct extrusion process. the simulation results were then cross-verified with the empirical findings of other researches. given that the maximum stress produced in the billet significantly influences the physical attributes and surface crack growth of the final profile derived from this process, the die's geometry was optimized to minimize the maximum stress in the aluminum billet. this optimization, aided by the optimal parameters, facilitated the creation of conditions to minimize the force needed for the extrusion process. besides these geometric and mechanical parameters, the processes were investigated using simulation and optimization software like catia, abaqus, and modefrontier, leading to the attainment of the optimal condition. the optimization outcomes revealed that the die angle and radius's optimal values are a 45-degree angle and a 12-millimeter radius, respectively.