Objašnjenje ekstruzije aluminija, alati, karakteristike procesa i primjene

Objašnjenje ekstruzije aluminija, alati, karakteristike procesa i primjene

Vrijeme za čitanje: 8 minuta

U našem posljednjem blogu(Objašnjenje ekstruzije aluminija, prednosti i nedostaci)ukratko smo pokrili osnove ekstruzije aluminija, metode ekstruzije, odabir materijala, te prednosti i nedostatke ekstruzije aluminija.Za većinu inženjera, brizganje i štancanje su najčešći procesi, a malo se zna o aluminijumu ili ekstruziji aluminijuma.Ali vidimo trend da se aluminij ili ekstruzija aluminija sve više koristi u raznim industrijama, a upotreba ekstruzije aluminija može igrati neočekivanu ulogu u smanjenju troškova i težine.

Tek kada u potpunosti razumemoproces, alat, karakteristike i primjena aluminijumskog presovanjai druga srodna znanja, možemo biti u mogućnosti da dizajniramo aluminijumske ekstruzije kako bismo osigurali visok kvalitet i nisku cenu aluminijumskih ekstruzija, što je najkritičnija tačka za dobar DFM.

Kako bismo vam pružili sveobuhvatnije razumijevanje ekstruzijskog oblikovanja aluminija.

Ovo poglavlje će razraditi proces ekstruzije aluminijuma sa tri aspekta:alat za ekstruziju aluminijuma na dodir, karakteristike procesa i scenariji primene.

1 matrice za ekstruziju aluminija

Iako inženjeri dizajna proizvoda ne dizajniraju aluminijske kalupe za ekstruziju, razumijevanje osnovne strukture matrice za ekstruziju i mehanizma kako ona formira različite ekstruzione profile može pomoći da se smanje troškovi matrice i poboljšaju produktivnost ekstruzije kroz optimiziran dizajn pri dizajniranju ekstruzija.

1)Šta su matrice za ekstruziju aluminija

Matrice za ekstruziju su u suštini debeli, kružni čelični diskovi koji sadrže jedan ili više otvora za formiranje željenog profila.Obično su napravljeni od čelika H-13 i termički su obrađeni kako bi izdržali pritisak i toplinu vrućeg aluminija dok prolazi kroz kalup.

Aluminijske matrice za ekstruziju

Iako se čini da je aluminij vrlo mekan metal, potreban je veliki pritisak da bi se čvrsti aluminijski ingot (komad) progurao kroz tanku, poroznu aluminijsku kalupu za ekstruziju kako bi se dobio željeni oblik.

2）Vrste kalupa za ekstruziju

Prema obliku poprečnog presjeka aluminijskih ekstruzija, njihove odgovarajuće matrice podijeljene su u tri kategorije:pune matrice, polušuplje matrice i šuplje matrice.Među njima, šuplja matrica ima najkomplikovaniju strukturu, laku za nošenje i lomljenje i najvišu cijenu.

Matrica za ekstruziju od čvrstog aluminijuma 

Matrica za ekstruziju šupljeg aluminija

Polu-šuplji aluminijumski kalup za ekstruziju

3） Životni vijek matrice za ekstruziju

Akumulacija topline i neujednačeni pritisci (npr. tanki zidovi, neujednačene debljine stijenki i izbočene karakteristike) koji su rezultat dizajna za ekstruziju aluminija su najveće ubice vijeka ekstruzione matrice.

Toplina i neujednačeni pritisci mogu se kontrolisati pravilnim dizajnom matrice, a brzine ekstruzije se mogu smanjiti kako bi se produžio vijek matrice, ali se na kraju matrice moraju zamijeniti.

Prije dizajniranja aluminijumske ekstruzije, inženjer konstrukcije proizvoda treba razumjeti koje karakteristike dizajna će najznačajnije utjecati na troškove alata.Promjena dizajna poprečnog presjeka za ekstruziju aluminija, postavljanje odgovarajućih tolerancija i odabir pravog materijala od legure aluminija može uštedjeti troškove strojne obrade aluminijske matrice za ekstruziju u skladu sa zahtjevima.

2 Prednosti procesa ekstruzije aluminijuma

1) Dugotrajna trajnost Otpornost aluminijuma na koroziju, koroziju i vremenske uslove jedna je od njegovih najznačajnijih prednosti.Aluminij prirodno hrđa i otporan je na koroziju bez dodatnog tretmana.To je zbog prisutnosti tankog, prirodnog zaštitnog filma od aluminijevog oksida na njegovoj površini.Eloksiranjem njegova otpornost na koroziju može postati još jača.

Na primjer, u vanjskim okruženjima, eloksiranje se može izvesti na 25 mikrona, što povećava i otpornost na koroziju i završnu obradu površine.Osim toga, aluminij ne zahtijeva održavanje i može se koristiti bez straha od korozije u većini slučajeva.

2) Lagan i jakAluminij je više od 33% lakši od čelika, a zadržava većinu svoje čvrstoće.Raspon vlačne čvrstoće većine aluminijskih legura je oko 70-700 MPa, dok je gustoća dvije trećine manja od gustine čelika.

Inženjeri za dizajn proizvoda ne moraju da brinu o čvrstoći aluminijumskih ekstrudiranih delova, a mogu se koristiti kao strukturni delovi u građevinskoj industriji, kao i u automobilskoj industriji,što ih čini najboljom alternativom drugim metalnim materijalima.Aluminijske legure se značajno koriste u automobilskoj industriji za smanjenje težine i smanjenje energije.

Aluminijska ekstruzija u karoseriji Audija A8 (aluminijska ekstruzija u plavoj boji)

3) Dobra toplotna provodljivostAluminijum ima izuzetno sličnu toplotnu provodljivost kao i bakar, ali je mnogo lakši.Aluminijum je odličan toplotni provodnik, a konturni dizajn aluminijumske ekstruzije maksimizira površinu za toplotnu provodljivost i formiranje toplotnih kanala.Tipičan primer je računarski CPU hladnjak, gde se aluminijum koristi za odvođenje toplote od CPU-a.

Aluminijumski toplotni provodnik

4) Moderan izgledceEkstrudirani aluminij može biti obojen, obložen, poliran i anodiziran, što inženjerima daje širi raspon mogućnosti izgleda od drugih materijala.

Šareni aluminijumski ekstrudirani delovi

5) Širok spektar primjenaU osnovi, bilo koji oblik sekcije može se formirati ekstruzijom aluminija, tako da je primjena ekstruzije aluminija vrlo široka, inženjeri mogu dizajnirati različite sekcije kako bi zadovoljili zahtjeve različitih okruženja primjene.

Širok spektar primjena ekstruzije aluminija

6) Jednostavna sekundarna obradaAluminijumske ekstruzije se mogu lako oblikovati, rezati, bušiti, mašinski obrađivati, štancati, savijati i zavarivati ​​za specifične svrhe.

7）Kratko vrijeme ciklusa i niska cijena za obradu kalupa Ekstruzija aluminijuma ima jednostavnu matricu, kratak ciklus obrade i nisku cenu.

8) Apsorpcija udara i deformacijaU građevinarstvu, aluminijske ekstruzije mogu izdržati deformacije uzrokovane vremenskim prilikama i kretanjem zgrade.U transportnim alatima, energija udara se može apsorbovati.Aluminijumske ekstruzije održavaju snagu i fleksibilnost pod opterećenjem i vraćaju se od udara.

Ekstruzija aluminijuma se koristi u automobilima za apsorpciju energije udara

9)Zaštite okolišaAluminij je ekološki prihvatljiv materijal i može se lako reciklirati.

3 Primjena procesa ekstruzije aluminija

Aluminijum je metal budućnosti;nije samo ekološki prihvatljiv, lagan, prirodno otporan na koroziju i jak, već i dobro provodi toplinu i električnu energiju.Upotreba aluminijumskih ekstruzija u Sjedinjenim Državama je porasla šestu godinu zaredom i sada predstavlja gotovo četvrtinu (22%) ukupnog sjevernoameričkog tržišta aluminija.

Dok građevinska industrija i dalje dominira upotrebom aluminijskih ekstruzija, upotreba u industriji se proširila kako sve više inženjera i dizajnera uči o gotovo neograničenim mogućnostima dizajna pri korištenju aluminijskih ekstruzija.Evo sedam industrija u kojima aluminijum zauzima centralno mesto:

1) Vazduhoplovstvo i svemirska industrija  Aluminij je od početka bio važan dio svemirskog tržišta – originalni modeli braće Wright koristili su aluminijske dijelove u svojim motorima kako bi smanjili težinu.Danas aluminijum čini 75-80% modernih aviona i često se bira za konstrukcije i motore zbog svoje male težine, ali izdržljive prirode.Aluminijum je takođe jedna od glavnih komponenti mnogih svemirskih letelica.

2) Transportna industrijaU transportnoj industriji, gde je specifična čvrstoća kritična, aluminijumske ekstruzije su idealne za blokove motora, kućišta mjenjača, ploče, uzdužne krovne grede i šasije, te karoserije i komponente vozila za automobile, brodove, kamione, željeznice i vozila podzemne željeznice.

Transportna industrija je drugi najveći korisnik aluminijumskih ekstruzija i raste.Od Forda do Audija do Mercedes-Benza, automobilski inženjeri i dizajneri su tražili načine da zamjene čelične komponente aluminijem kako bi poboljšali efikasnost goriva i performanse.Električna vozila također u velikoj mjeri koriste aluminijum.

3) GrađevinarstvoZa razliku od čelika, aluminij se može ekstrudirati u složene dizajne i proizvoditi u skladu sa strogim specifikacijama građevinskih proizvoda, što pomaže u poboljšanju njegove upotrebe u mnogim stambenim i poslovnim građevinskim proizvodima.Od prozora, vrata, atrijuma i krovnih prozora, do rampi, balkona i raznih dizajna krovova, arhitekti se okreću aluminiju kako bi izgradili zelene, održive zgrade koje će izdržati test vremena.

4) Potrošačka industrija Otkako su aluminijumske ekstruzije prvi put uvedene u mašine za pranje i sušenje veša, napravile su revoluciju na tržištu kućnih aparata, čineći sisteme klimatizacije i frižidere energetski efikasnijim nego ikada ranije.Danas su mnogi od naših svakodnevnih predmeta, uključujući opremu za fitnes i vježbanje i namještaj, napravljeni od aluminijskih ekstruzija.

5) Elektronska industrija Aluminijske ekstruzije se koriste u mnogim električnim i elektroničkim uređajima.S obzirom na njihovu jedinstvenu električnu i toplotnu provodljivost, prilagođene aluminijumske ekstruzije se često koriste za kućišta motora, hladnjake sa visokim stepenom rasipanje toplote i unutrašnje okvire.U nekim slučajevima, kompletna kućišta proizvoda dizajnirana su od aluminija, što se može naći na mnogim prijenosnim računalima, Apple iPhone-ima i iPadima, te televizorima visoke definicije.

6) Industrija rasvjete Zbog toplotne provodljivosti aluminijuma, inženjeri su u mogućnosti da dizajniraju kompletne ekstrudirane svetleće diode koje emituju svetlost koje mogu da prenose i rasipaju toplotu za optimalnu toplotnu efikasnost.Osim toga, matrice za ekstruziju su relativno jeftine, a aluminijumske ekstruzije se lako režu, oblikuju, savijaju, obrađuju i anodiziraju ili farbaju, što ih čini idealnim za efikasno osvjetljenje.Prema analizi AEC Vijeća za ekstruziju aluminija, „potencijal rasta za aluminijumske ekstruzije za lampe/kućišta sa diodama koje emituju svjetlost u svim tržišnim segmentima je praktički neograničen……”

7) Industrija solarne energije.Kada je u pitanju solarna energija, pravilna instalacija i montaža solarnih panela je kritična za kvalitet i performanse.Kao isplativa alternativa čeliku, aluminijumske ekstruzije pružaju snagu potrebnu za otpornost na prirodne elemente (kao što su snijeg i vjetar) bez dodavanja težine, što ih čini idealnim za krovne ploče i fotonaponske (BIPV) sisteme integrirane u zgrade.

Prolean nudi širok spektar materijala za ekstruziju aluminijuma, uključujući metale i plastiku.Molimo pogledajteuzorak liste materijalakoristimo.Ako vam je potreban materijal koji ovdje nije naveden, molimoKontaktiraj nasjer ćemo verovatno moći da ga nabavimo za vas.