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Estrusione di metalli
Scopri tutti i fatti sull'estrusione dei metalli con la guida ETCN
Sei curioso di conoscere le tecnologie e i processi di estrusione dei metalli? Ti chiedi quali materiali sono comunemente usati? Ottieni le risposte di cui hai bisogno con la guida completa di ETCN all'estrusione dei metalli. Questo ampio rapporto copre tutto, dalle considerazioni sulla progettazione e preparazione dello stampo alle tecniche e macchine di produzione.
Lavori nel settore dei metalli e dell'ingegneria? Tieniti aggiornato con le ultime informazioni su estrusione di metalli con la nostra guida completa. La nostra guida all'estrusione dei metalli copre tutto, dall'acciaio al carbonio e all'alluminio alle diverse leghe, ai processi di estrusione standard e altro ancora.
Elenco completo delle specifiche standard per il servizio di estrusione di metalli
| Specifica | Descrizione |
|---|---|
| Lega | Il tipo di metallo utilizzato nel processo di estrusione. |
| Temperare | La durezza e la resistenza del metallo dopo l'estrusione, determinate dal trattamento termico. |
| Forma in sezione trasversale | La forma del metallo estruso, che può includere profili pieni, cavi o semi-cavi. |
| Tolleranza | La deviazione accettabile dalle dimensioni specificate dell'estrusione. |
| Finitura superficiale | La struttura e l'aspetto del metallo estruso, che può variare da liscio a strutturato. |
| Lunghezza | La lunghezza massima dell'estrusione, che può variare a seconda delle capacità dell'estrusore. |
| spessore del muro | Lo spessore delle pareti metalliche in un'estrusione cava o semicava. |
| Diametro | La dimensione della sezione trasversale circolare di un'estrusione cava o semicava. |
| Rettilineità | Il grado in cui il metallo estruso è diritto, con deviazioni consentite specificate nella tolleranza. |
| Quantità di ordine minimo | La quantità minima di metallo estruso che può essere ordinata dal fornitore del servizio. |
| Nota: queste specifiche possono variare a seconda dello specifico fornitore di servizi di estrusione di metalli. |
L'estrusione del metallo è il processo di modellatura del metallo costringendolo a fluire attraverso un'apertura a forma di stampo. Il metallo viene riscaldato ad una temperatura che gli consente di diventare più malleabile, quindi viene forzato attraverso lo stampo utilizzando una pressa idraulica o meccanica.
L'estrusione risultante ha una forma in sezione trasversale coerente e può essere trasformata in vari profili, comprese forme solide, semi-cave o cave.
L'estrusione viene utilizzata in vari settori, tra cui quello edile, automobilistico, aerospaziale e dei beni di consumo, per produrre parti con forme e dimensioni specifiche difficili da ottenere con altri metodi di produzione.
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Guida professionale 2023
- Cos'è l'estrusione di metalli e come funziona?
- Vantaggi e svantaggi dell'estrusione di metalli:
- Tipologie di processi di estrusione dei metalli
- Fattori che influenzano l'estrusione del metallo
- Attrezzature e strumenti per l'estrusione di metalli
- Applicazioni e utilizzo dell'estrusione di metalli
- FAQ
Cos'è l'estrusione di metalli e come funziona?
L'estrusione del metallo è un processo di lavorazione dei metalli che prevede la modellatura del metallo costringendolo a fluire attraverso un'apertura a forma di stampo. Il processo viene utilizzato per creare una varietà di parti, che vanno da semplici aste e tubi a forme geometriche complesse. L'estrusione del metallo viene eseguita riscaldando il metallo ad una temperatura che lo rende più malleabile prima di forzarlo attraverso lo stampo utilizzando una pressa idraulica o meccanica. Il risultato è una parte metallica estrusa con una forma di sezione trasversale coerente adatta a varie applicazioni in diversi settori.
Definizione e processo di estrusione dei metalli
L'estrusione del metallo modella un pezzo di metallo costringendolo a fluire attraverso un'apertura a forma di stampo. Il processo viene eseguito riscaldando il metallo, solitamente a circa 50% del suo punto di fusione, per renderlo più malleabile. Il metallo viene quindi inserito in un cilindro, noto anche come contenitore, che applica pressione per forzare il metallo attraverso lo stampo. La scelta del metallo e della temperatura può variare a seconda del risultato di estrusione desiderato.
Il metallo può anche essere lubrificato con un lubrificante adatto per facilitare il processo. L'olio aiuta a facilitare un flusso più fluido del metallo attraverso lo stampo, riducendo l'attrito e l'usura. Il metallo viene quindi forzato attraverso lo stampo utilizzando una pressa idraulica o meccanica, ottenendo una parte metallica estrusa con una forma di sezione trasversale coerente. L'estrusione può quindi essere tagliata, lavorata a macchina o modellata nella forma desiderata.
Tipi di estrusione dei metalli
Estrusione Diretta ed Indiretta
Esistono due tipi principali di estrusione di metalli: estrusione diretta e indiretta. L'estrusione diretta prevede la spinta del metallo attraverso l'apertura della matrice con un movimento continuo. L'estrusione indiretta, invece, consiste nello spostare la filiera verso il metallo, che è fermo, costringendolo a fluire attraverso la filiera.
Estrusione a caldo e a freddo
L'estrusione del metallo può anche essere classificata in base alla temperatura del metallo. L'estrusione a caldo avviene quando il metallo viene riscaldato ad una temperatura elevata vicina al suo punto di fusione. Il metallo viene quindi forzato attraverso l'apertura dello stampo. L'estrusione a caldo viene utilizzata per metalli difficili da deformare allo stato solido.
L'estrusione a freddo, invece, viene eseguita a temperatura ambiente o leggermente al di sopra di essa. Il metallo viene posto ad alta pressione per forzarlo attraverso lo stampo, producendo un prodotto estruso finito senza generazione di calore.
Estrusione calda
L'estrusione a caldo è una tecnica relativamente nuova che prevede l'estrusione di metalli che sono stati riscaldati a una temperatura inferiore a quella utilizzata nell'estrusione a caldo ma superiore a quella utilizzata nell'estrusione a freddo. Questa tecnica produce parti metalliche che richiedono un'elevata precisione dimensionale, una migliore finitura superficiale e migliori proprietà del materiale. L'estrusione a caldo viene utilizzata anche per i metalli difficili da deformare nello stato incosciente.
In conclusione, il processo di estrusione dei metalli consente di realizzare parti con forme e dimensioni specifiche difficilmente ottenibili con altri metodi di produzione. Vengono utilizzati diversi tipi di estrusione a seconda di fattori quali le proprietà del metallo, la precisione dimensionale desiderata e la finitura superficiale. La capacità di produrre componenti accurati e complessi rende l'estrusione dei metalli un processo di produzione popolare e versatile in vari settori.
Vantaggi e svantaggi dell'estrusione di metalli:
Vantaggi dell'estrusione del metallo:
L’estrusione dei metalli è un processo di produzione altamente efficiente ed economico che presenta numerosi vantaggi. Uno dei vantaggi più significativi dell'estrusione del metallo è la sua capacità di produrre forme complesse con elevata precisione e coerenza. Poiché l'estrusione del metallo modella il metallo costringendolo a fluire attraverso un'apertura sagomata, i produttori possono facilmente creare anche le forme più complesse.
Inoltre, l'estrusione del metallo può produrre parti con varie caratteristiche, inclusi profili pieni, semi-cavi o cavi. Questa versatilità rende l'estrusione di metallo una scelta popolare in molteplici settori, tra cui l'edilizia, l'automotive, l'aerospaziale e i beni di consumo, dove sono richieste parti con forme e dimensioni specifiche.
Un altro vantaggio significativo dell’estrusione del metallo è la sua capacità di ridurre gli sprechi di materiale. Poiché il processo di estrusione rimodella il metallo invece di tagliarlo, lo spreco di materiale è minimo. Inoltre, l’estrusione del metallo può essere aumentata o ridotta in base alle esigenze di produzione, garantendo che i produttori possano soddisfare in modo efficiente le richieste dei propri clienti.
Svantaggi dell'estrusione di metalli:
Sebbene l’estrusione del metallo presenti numerosi vantaggi, non è priva di inconvenienti. Uno dei principali svantaggi dell’estrusione dei metalli è l’alto costo delle attrezzature e degli utensili. L’estrusione dei metalli richiede macchinari e matrici specializzati che devono essere frequentemente sostituiti o riparati, rendendo il costo complessivo di produzione più elevato rispetto ad altri metodi di produzione.
Inoltre, il processo di estrusione genera molto calore, che può causare deformazioni e difetti superficiali nel prodotto finale. I produttori spesso utilizzano vari metodi di raffreddamento per combattere questo problema, come matrici di estrusione raffreddate ad acqua o sistemi di raffreddamento ad aria forzata, ma questi metodi possono anche aumentare i costi di produzione.
Infine, i prodotti estrusi potrebbero non essere adatti per applicazioni che richiedono maggiore resistenza o resilienza. I prodotti estrusi possono presentare tensioni interne che possono portare alla fragilità o al cedimento, in particolare se sottoposti a forza o pressione elevate.
In conclusione, l’estrusione dei metalli è un processo produttivo altamente versatile e prezioso che offre numerosi vantaggi. Tuttavia, come ogni processo di produzione, presenta degli inconvenienti. Comprendere questi vantaggi e svantaggi può aiutare i produttori a prendere decisioni informate sull’utilizzo dell’estrusione di metallo per le loro specifiche esigenze di produzione.
Tipologie di processi di estrusione dei metalli
Estrusione ad impatto:
L'estrusione ad impatto, nota anche come estrusione a freddo, è un processo di lavorazione dei metalli che prevede la formazione del metallo nella forma desiderata colpendolo con un martello o una pressa senza riscaldamento. L'estrusione a impatto è adatta alla lavorazione di metalli malleabili come rame, ottone e alluminio e può produrre forme precise e complesse.
Estrusione per attrito:
L'estrusione per attrito è un processo che prevede di forzare una billetta o un tubo metallico attraverso una matrice utilizzando l'attrito rotazionale. Il processo prevede che un perno rotante spinga il metallo attraverso lo stampo generando calore a causa dell'attrito. Questo calore ammorbidisce il metallo, permettendogli di fluire in modo più efficiente, dando vita a un prodotto con dimensioni precise e una finitura superficiale di alta qualità.
Estrusione idrostatica:
L'estrusione idrostatica è un processo di estrusione a freddo che prevede di forzare una billetta metallica attraverso una matrice utilizzando un liquido ad alta pressione, in genere olio o acqua. La pressione del fluido consente al metallo di fluire uniformemente attraverso lo stampo, ottenendo dimensioni precise e un'elevata finitura superficiale. L'estrusione idrostatica è comunemente utilizzata per produrre parti con sezioni trasversali circolari.
Estrusione in avanti:
L'estrusione diretta è un processo di estrusione a caldo che prevede il posizionamento di una billetta metallica riscaldata in una camera e il suo passaggio attraverso una matrice utilizzando una pressa idraulica o meccanica. Il prodotto estruso risultante ha tipicamente una sezione trasversale solida e una finitura superficiale di alta qualità, che lo rende adatto a varie applicazioni industriali.
Estrusione laterale:
L'estrusione laterale è un processo che prevede la spinta di una billetta metallica attraverso una matrice orientata orizzontalmente utilizzando una pressa idraulica o meccanica. Questo processo produce comunemente parti dalla forma personalizzata con molte applicazioni, anche nell'industria automobilistica e aerospaziale.
Fattori che influenzano l'estrusione del metallo
L'estrusione del metallo è un processo di produzione che prevede la modellatura del metallo nella forma desiderata forzandolo attraverso un'apertura a forma di stampo. Sebbene questo processo offra molti vantaggi rispetto ad altri metodi di produzione, è essenziale considerare vari fattori che possono influenzare il risultato dell’estrusione del metallo.
Forza e processo di estrusione
La forza di estrusione richiesta per modellare il metallo attraverso una matrice dipende da fattori quali la geometria della matrice, il materiale da estrudere e la forma desiderata del prodotto finale. La forza di estrusione deve essere attentamente controllata per garantire che il metallo scorra in modo uniforme e costante senza causare difetti nel materiale.
Il processo di estrusione deve essere attentamente monitorato e controllato per ottenere la forza di estrusione desiderata. Il metallo viene generalmente riscaldato a una temperatura che lo rende più malleabile. Il processo di estrusione richiede una pressa idraulica o meccanica per forzare il metallo attraverso lo stampo.
Flusso e temperatura del materiale
La temperatura del metallo da estrudere è un fattore critico per garantire che il metallo scorra in modo uniforme e coerente attraverso lo stampo. Temperature eccessivamente alte o basse possono causare difetti del materiale, come crepe o vuoti, e possono provocare una forma irregolare del prodotto finale.
Oltre alla temperatura, è necessario controllare attentamente il flusso del materiale per garantire che il metallo si muova costantemente attraverso lo stampo. Per ottenere un flusso uniforme del metallo è necessario un'adeguata lubrificazione degli stampi e un processo di riscaldamento uniforme.
Velocità e attrezzature di estrusione
La velocità con cui il metallo viene estruso attraverso la matrice influisce sulla qualità del prodotto finale. Un'estrusione troppo rapida del metallo può provocare difetti nel materiale, mentre un'estrusione troppo lenta può rendere il metallo troppo fragile o difficile da modellare.
L'attrezzatura per estrudere il metallo deve essere attentamente calibrata per raggiungere la velocità desiderata. Le moderne presse per estrusione dispongono di sistemi di controllo avanzati che consentono agli operatori di controllare con precisione la velocità del metallo.
Design e caratteristiche dello stampo
Il design della matrice utilizzata nell'estrusione del metallo gioca un ruolo fondamentale nel determinare la forma finale del metallo estruso. Lo stampo deve essere progettato per ottenere la forma desiderata mantenendo un flusso di materiale costante.
Anche le caratteristiche dello stampo, come la finitura superficiale e la geometria interna, influiscono sulla qualità del prodotto finale. Uno stampo con finitura superficiale ruvida può causare difetti nel materiale, mentre uno stampo con geometria interna eccessivamente complessa può impedire il flusso del materiale.
Proprietà dei materiali e struttura del grano
Anche le proprietà del metallo estruso, come la sua composizione e la struttura dei grani, influiscono sulla qualità del prodotto finale. Il metallo con una struttura a grana uniforme è più facile da modellare e ha proprietà meccaniche migliori rispetto al metallo con una struttura a grana non uniforme.
Il controllo della struttura dei grani del metallo richiede un attento controllo della temperatura durante l'estrusione. Le moderne presse per estrusione dispongono di sistemi avanzati di riscaldamento e raffreddamento che consentono agli operatori di ottenere la struttura del grano desiderata.
Conclusione
In conclusione, l’estrusione dei metalli è un processo di produzione vitale che offre molti vantaggi rispetto ad altri metodi di produzione. Il raggiungimento della forma e della qualità desiderate del prodotto finale richiede un'attenta considerazione di vari fattori che influenzano il processo di estrusione. Controllando attentamente fattori quali forza di estrusione, flusso di materiale, temperatura, velocità di estrusione e attrezzature, design e caratteristiche dello stampo, proprietà del materiale e struttura dei grani, i produttori possono realizzare prodotti metallici estrusi di alta qualità che soddisfano le esigenze di un'ampia gamma di industrie.
Attrezzature e strumenti per l'estrusione di metalli
L'estrusione del metallo è un processo di produzione essenziale che prevede la pressatura e la modellatura del metallo in una forma particolare utilizzando strumenti e attrezzature specializzate. Per eseguire efficacemente il processo di estrusione del metallo sono necessari diversi strumenti e attrezzature per l'estrusione del metallo.
Presse e macchine per estrusione:
Le presse e le macchine per estrusione costituiscono la spina dorsale del processo di estrusione dei metalli. Queste macchine applicano una pressione idraulica o meccanica al metallo riscaldato e lo forzano attraverso uno stampo. A seconda dell'applicazione, è possibile utilizzare diverse presse e dispositivi di estrusione, come l'estrusione a caldo e a freddo, l'estrusione diretta e indiretta e altro ancora.
Matrici di estrusione e blocchi fittizi:
Le matrici utilizzate nell'estrusione del metallo sono strumenti specializzati che conferiscono la forma desiderata al metallo estruso. Gli stampi possono essere realizzati con vari materiali, come acciaio, carburo e altre leghe in grado di resistere a temperature e pressioni elevate. Inoltre, vengono utilizzati anche blocchi fittizi per impedire l'ingresso di contaminanti nel processo di estrusione.
Presse ad urto e idrauliche:
Le presse a impatto e idrauliche sono comunemente utilizzate nel settore dell'estrusione dei metalli. Queste presse applicano un'enorme forza sul metallo e sono progettate per fornire la pressione necessaria per il processo di estrusione. Le presse a impatto sono azionate pneumaticamente, mentre le presse idrauliche utilizzano fluido idraulico per generare forza.
Finitura superficiale e lavorazione:
La finitura superficiale del metallo estruso è un aspetto essenziale dell'estrusione del metallo. È possibile ottenere diverse finiture superficiali mediante lucidatura, molatura e altri processi meccanici o chimici. La lavorazione crea anche caratteristiche specifiche, come filettature e scanalature, nel metallo estruso.
Forza e taglio nell'estrusione dei metalli:
La forza e il taglio sono componenti vitali del processo di estrusione del metallo. La forza applicata al metallo deve essere sufficiente a vincere la resistenza offerta dalla trafila. Le forze di taglio generate durante il processo influenzano le caratteristiche del flusso del materiale, determinando una particolare forma della sezione trasversale del metallo estruso. Il controllo della forza e del taglio è necessario per garantire la produzione di estrusioni metalliche con la precisione dimensionale e la finitura superficiale desiderate.
In conclusione, le attrezzature e gli strumenti per l'estrusione dei metalli, come presse e macchine per estrusione, matrici per estrusione, blocchi fittizi, presse idrauliche e a impatto, finitura e lavorazione superficiale, forza e taglio, svolgono un ruolo significativo nel processo di estrusione dei metalli. Comprendere le complessità del processo di estrusione dei metalli e la parte di ciascun componente è essenziale per fornire prodotti in metallo estruso di alta qualità per diversi settori.
Applicazioni e utilizzo dell'estrusione di metalli
L'estrusione del metallo è un processo di produzione che produce parti metalliche con forme e dimensioni specifiche. Questo processo può essere utilizzato in vari settori, tra cui l’edilizia, l’automotive, l’aerospaziale e i beni di consumo. L'estrusione è particolarmente utile per creare parti con forme e profili di sezione trasversale coerenti, inclusi corpi solidi, semi-cavi o cavi.
Estrusione di alluminio e produzione di profili
L'alluminio è uno dei metalli più comunemente estrusi grazie alle sue proprietà fisiche desiderabili, leggero e resistente alla corrosione. Le estrusioni di alluminio vengono create riscaldando il metallo a una temperatura che gli consente di diventare più malleabile e forzandolo attraverso un'apertura a forma di stampo utilizzando una pressa idraulica o meccanica. Queste estrusioni di alluminio possono creare vari profili, inclusi membri strutturali, cornici e pezzi speciali.
Estrusione di acciaio e magnesio per parti metalliche
Sebbene l'alluminio sia comunemente utilizzato per l'estrusione, è possibile utilizzare anche altri metalli, come acciaio e magnesio. Le estrusioni di acciaio vengono generalmente utilizzate per parti che richiedono elevata resistenza e sono comunemente utilizzate nell'industria automobilistica per creare componenti di sospensioni e sterzo. D'altra parte, le estrusioni di magnesio vengono utilizzate per realizzare parti leggere nell'industria aerospaziale.
Applicazioni manifatturiere e industriali
L'estrusione dei metalli è un processo di produzione ampiamente utilizzato in vari settori grazie alla sua capacità di produrre parti complesse con forme e profili di sezione trasversale coerenti. Nel settore edile, le parti metalliche estruse possono creare telai di finestre, telai di porte e facciate continue. Nel settore automobilistico, le parti metalliche estruse possono creare componenti strutturali, componenti di sospensioni e pannelli di carrozzeria. Nell'industria aerospaziale, le parti metalliche estruse possono realizzare elementi strutturali leggeri e altri dettagli complessi.
Storia e Pionieri nell'Estrusione dei Metalli
La storia dell'estrusione dei metalli risale al XVIII secolo, quando il processo fu utilizzato per la prima volta per produrre tubi di piombo. Tuttavia, fu solo nel XX secolo che l'estrusione dei metalli divenne ampiamente utilizzata nelle applicazioni industriali. Alexander Dick e Thomas Burr, che nel 1797 ricevettero un brevetto statunitense per una pressa idraulica utilizzata per l'estrusione dei metalli, furono due pionieri dell'estrusione dei metalli.
Tendenze e sviluppi attuali nell'estrusione dei metalli
I progressi tecnologici hanno portato allo sviluppo di nuove tecniche e apparecchiature di estrusione, con conseguente miglioramento dell’efficienza e della qualità dell’estrusione dei metalli. Uno di questi miglioramenti è l’utilizzo di presse idrauliche controllate da computer, che consentono maggiore precisione e controllo sul processo di estrusione. Altri sviluppi recenti includono l'uso di metalli alternativi per le estrusioni, come ad esempio titanio e leghe di nichel e sviluppando nuove forme e profili di estrusione.
In conclusione, l'estrusione dei metalli è un processo di produzione versatile ampiamente utilizzato in vari settori per produrre parti complesse con forme e profili di sezione trasversale coerenti. I progressi tecnologici hanno portato a nuovi sviluppi e tendenze nell’estrusione dei metalli, rendendolo un processo di produzione fondamentale nelle industrie moderne.
Domande frequenti
D: Cos'è l'estrusione di metalli?
R: L'estrusione del metallo è un processo di formatura del metallo in cui una billetta metallica viene spinta a caldo o a freddo attraverso lo stampo per creare il profilo della sezione trasversale desiderato.
D: Quali sono i vantaggi dell'estrusione dei metalli?
R: L'estrusione del metallo produce profili a sezione trasversale complessi ad un ritmo di produzione elevato. È un processo di formatura dei metalli economicamente vantaggioso e consente la creazione di parti estruse leggere e strutturalmente resistenti. Inoltre, i profili di estrusione metallica hanno eccellenti proprietà meccaniche grazie alle forze di compressione e taglio durante il processo.
D: Quali sono gli svantaggi dell'estrusione dei metalli?
R: Uno dei principali svantaggi dell'estrusione dei metalli è che richiede attrezzature e utensili specializzati. Il processo può anche provocare difetti di estrusione come fessurazioni superficiali e deformazioni, soprattutto quando il materiale viene estruso in direzioni opposte.
D: Qual è il processo di estrusione?
R: Il processo di estrusione è un processo di formatura del metallo in cui un materiale è costretto a fluire attraverso una matrice per creare una forma o un profilo specifico. Il materiale è caldo o freddo e viene spinto attraverso la trafila, che conferisce la sua corposità al tessuto.
D: Quali sono i diversi tipi di estrusione?
R: Esistono due tipi principali di estrusione: diretta e indiretta. Nell'estrusione diretta, il pistone spinge il materiale attraverso la matrice, mentre nell'estrusione indiretta la matrice si muove verso il pistone mentre il materiale rimane fermo.
D: Cos'è l'estrusione di alluminio?
R: L'estrusione di alluminio è un sottoinsieme dell'estrusione di metalli, in cui vengono utilizzate apparecchiature di estrusione per creare profili di estrusione di alluminio. Il processo è simile all'estrusione del metallo, ma le caratteristiche del materiale di alluminio influenzano il metodo di estrusione e gli utensili utilizzati.
D: Qual è il rapporto di estrusione?
R: Il rapporto di estrusione è il rapporto tra l'area della sezione trasversale della billetta iniziale e l'area della sezione trasversale del materiale all'uscita dallo stampo. Il rapporto di estrusione influisce sul flusso del materiale attraverso la matrice e sulle proprietà finali della parte estrusa.
D: Chi ha inventato il processo di estrusione?
R: Joseph Bramah sviluppò per primo il processo di estrusione alla fine del XVIII secolo.
D: Qual è la differenza tra estrusione a caldo e a freddo?
R: L'estrusione a caldo viene eseguita al di sopra della temperatura di ricristallizzazione del materiale, mentre l'estrusione a freddo viene eseguita al di sotto della temperatura di ricristallizzazione. L’estrusione a caldo richiede più forza, consentendo una maggiore flessibilità e ritmi di produzione più rapidi, mentre l’estrusione a freddo fornisce maggiore precisione e finitura superficiale.
D: Cos'è un profilo di estrusione?
R: Un profilo di estrusione è la forma della sezione trasversale del materiale quando esce dalla matrice durante il processo di estrusione. I profili di estrusione possono essere semplici o complessi e includere caratteristiche come fori, scanalature o flange.