Vysvětlení vytlačování hliníku, nástroje, charakteristiky procesu a aplikace

Vysvětlení vytlačování hliníku, nástroje, charakteristiky procesu a aplikace

Čas na čtení: 8 minut

V našem posledním blogu(Vysvětlení vytlačování hliníku, výhody a nevýhody)stručně jsme pokryli základy vytlačování hliníku, metody vytlačování, výběr materiálu a výhody a nevýhody vytlačování hliníku.Pro většinu inženýrů jsou vstřikování a lisování nejběžnějšími procesy a o hliníku nebo vytlačování hliníku se ví jen málo.Ale vidíme trend, že hliník nebo vytlačování hliníku se stále více používá v různých průmyslových odvětvích a použití vytlačování hliníku může hrát nečekanou roli při snižování nákladů a snižování hmotnosti.

Teprve když plně pochopímeproces, nástroje, vlastnosti a použití vytlačování hliníkua dalších souvisejících znalostí, můžeme být schopni navrhnout hliníkové výlisky, abychom zajistili vysokou kvalitu a nízkou cenu hliníkových výlisků, což je nejkritičtější bod pro dobré DFM.

Abychom vám přinesli komplexnější pochopení vytlačování hliníku.

Tato kapitola rozvede proces vytlačování hliníku ze tří hledisek:dotykový nástroj pro vytlačování hliníku, charakteristiky procesu a aplikační scénáře.

1 hliníkové vytlačovací nástroje

Přestože konstruktéři produktů nenavrhují hliníkové vytlačovací nástroje, pochopení základní struktury vytlačovacích hubic a mechanismu toho, jak tvoří různé profily vytlačování, může pomoci snížit náklady na vytlačování a zlepšit produktivitu vytlačování prostřednictvím optimalizovaného návrhu při navrhování vytlačování.

1) Co je to hliníková vytlačovací matrice

Vytlačovací lisy jsou v podstatě tlusté, kruhové ocelové kotouče obsahující jeden nebo více otvorů pro vytvoření požadovaného profilu.Obvykle jsou vyrobeny z oceli H-13 a jsou tepelně zpracovány, aby vydržely tlak a teplo horkého hliníku, když prochází matricí.

Hliníkové vytlačovací nástroje

Ačkoli se hliník zdá být velmi měkkým kovem, je zapotřebí velkého tlaku k protlačení pevného hliníkového ingotu (předvalku) přes tenkou, porézní hliníkovou vytlačovací matrici, aby se vytvořil požadovaný tvar.

2）Typy vytlačovacích nástrojů

Podle tvaru průřezu hliníkových výlisků jsou jejich odpovídající formy rozděleny do tří kategorií:plné raznice, poloduté raznice a duté raznice.Mezi nimi má dutá matrice nejsložitější strukturu, snadno se nosí a láme a má nejvyšší cenu.

Pevná hliníková vytlačovací matrice 

Dutá hliníková vytlačovací matrice

Polodutá hliníková vytlačovací matrice

3）Extrusion Die Life

Nárůst tepla a nerovnoměrné tlaky (např. tenké stěny, nerovnoměrná tloušťka stěn a vyčnívající prvky) vyplývající z konstrukce vytlačování hliníku jsou největšími zabijáky životnosti vytlačovacích hubic.

Teplo a nerovnoměrné tlaky mohou být řízeny správnou konstrukcí matrice a rychlosti vytlačování lze snížit, aby se prodloužila životnost matrice, ale nakonec je nutné matrice vyměnit.

Před navržením hliníkového výlisku by měl konstruktér produktu porozumět tomu, které konstrukční prvky nejvýrazněji ovlivní náklady na nástroje.Změna konstrukce průřezu vytlačovaného hliníku, nastavení správných tolerancí a výběr správného materiálu z hliníkové slitiny může ušetřit náklady na obrábění hliníkové vytlačovací matrice podle požadavků.

2 Výhody procesu vytlačování hliníku

1) Dlouhá životnost Odolnost hliníku vůči korozi, korozi a povětrnostním vlivům je jednou z jeho nejvýznamnějších výhod.Hliník přirozeně rezaví a odolává korozi bez další úpravy.To je způsobeno přítomností tenkého, přirozeně se vyskytujícího ochranného filmu oxidu hlinitého na jeho povrchu.Eloxováním se jeho odolnost proti korozi může ještě posílit.

Například ve venkovním prostředí lze eloxování provádět na 25 mikronů, což zvyšuje odolnost proti korozi i povrchovou úpravu.Hliník navíc nevyžaduje údržbu a lze jej ve většině případů používat bez obav z koroze.

2) Lehký a pevnýHliník je o více než 33 % lehčí než ocel, přičemž si zachovává většinu své pevnosti.Rozsah pevnosti v tahu většiny hliníkových slitin je asi 70-700 MPa, zatímco hustota je o dvě třetiny menší než u oceli.

Inženýři produktového designu se nemusí starat o pevnost hliníkových extrudovaných dílů a mohou být použity jako konstrukční díly ve stavebnictví i v automobilovém průmyslu,což z nich dělá nejlepší alternativu k jiným kovovým materiálům.Hliníkové slitiny se v automobilovém průmyslu významně používají pro nízkou hmotnost a snížení energie.

Hliníkový výlisek v karoserii Audi A8 (hliníkový výlisek v modré barvě)

3) Dobrá tepelná vodivostHliník má extrémně podobnou tepelnou vodivost jako měď, ale je mnohem lehčí.Hliník je vynikající tepelný vodič a tvarovaný design hliníkového vytlačování maximalizuje povrchovou plochu pro tepelnou vodivost a tvorbu tepelných kanálů.Typickým příkladem je chladič procesoru počítače, kde se hliník používá k odvodu tepla od procesoru.

Hliníkový tepelný vodič

4) Stylový vzhledeExtrudovaný hliník lze lakovat, pokovovat, leštit a eloxovat, což inženýrům poskytuje širší možnosti vzhledu než jiné materiály.

Barevné hliníkové vytlačované díly

5) Široká škála aplikacíVytlačováním hliníku lze vytvořit v podstatě jakýkoli tvar sekce, takže použití vytlačování hliníku je velmi široké, inženýři mohou navrhovat různé sekce, aby vyhovovaly požadavkům různých aplikačních prostředí.

Široká škála aplikací vytlačování hliníku

6) Snadné sekundární zpracováníHliníkové výlisky lze snadno tvarovat, řezat, vrtat, obrábět, lisovat, ohýbat a svařovat tak, aby vyhovovaly konkrétním účelům.

7）Krátká doba cyklu a nízké náklady na zpracování matrice Vytlačování hliníku má jednoduchou matrici, krátký cyklus zpracování a nízkou cenu.

8) Absorpce nárazu a deformaceVe stavebnictví mohou hliníkové výlisky odolávat deformacím způsobeným počasím a pohybem budovy.V transportních nástrojích může být nárazová energie absorbována.Hliníkové výlisky si zachovávají pevnost a pružnost při zatížení a pruží zpět při nárazu.

Vytlačování hliníku se používá v automobilech k absorpci energie nárazu

9)Ochrana životního prostředíHliník je materiál šetrný k životnímu prostředí a lze jej snadno recyklovat.

3 Aplikace procesu vytlačování hliníku

Hliník je kovem budoucnosti;je nejen ekologický, lehký, přirozeně odolný proti korozi a pevný, ale také dobře vede teplo a elektřinu.Používání hliníkových výlisků ve Spojených státech roste již šestý rok v řadě a nyní představuje téměř čtvrtinu (22 %) celkového severoamerického trhu s hliníkem.

Zatímco ve stavebnictví nadále dominuje použití hliníkových výlisků, průmyslové využití se rozšířilo, protože stále více inženýrů a designérů se učí o téměř neomezených konstrukčních možnostech při použití hliníkových výlisků.Zde je sedm průmyslových odvětví, kde se hliník dostává do popředí zájmu:

1) Letecký a letecký průmysl  Hliník byl od počátku důležitou součástí leteckého trhu – původní modely bratří Wrightů využívaly hliníkové díly ve svých motorech ke snížení hmotnosti.Hliník dnes tvoří 75–80 % moderních letadel a je často vybírán pro konstrukce a motory kvůli své nízké hmotnosti, ale odolné povaze.Hliník je také jednou z hlavních součástí mnoha kosmických lodí.

2) Dopravní průmyslV dopravním průmyslu, kde je kritická specifická pevnost, jsou hliníkové výlisky ideální pro bloky motorů, skříně převodovek, panely, střešní podélné nosníky a podvozky a karoserie vozidel a komponenty pro automobily, lodě, nákladní automobily, železnice a vozidla metra.

Dopravní průmysl je druhým největším uživatelem hliníkových výlisků a roste.Automobiloví inženýři a designéři od Fordu přes Audi až po Mercedes-Benz hledali způsoby, jak nahradit ocelové komponenty hliníkem, aby se zlepšila spotřeba paliva a výkon.Elektromobily také hojně využívají hliník.

3) StavebnictvíNa rozdíl od oceli lze hliník vytlačovat do složitých konstrukcí a vyrábět tak, aby splňovaly přísné specifikace stavebních produktů, což pomáhá řídit jeho použití v mnoha produktech pro obytné a komerční budovy.Od oken, dveří, atrií a světlíků po rampy, balkony a různé návrhy střech se architekti obracejí na hliník, aby postavili zelené, udržitelné budovy, které obstojí ve zkoušce času.

4) Spotřební průmysl Od doby, kdy byly hliníkové výlisky poprvé představeny v pračkách a sušičkách, způsobily revoluci na trhu domácích spotřebičů, díky nimž jsou klimatizační systémy a chladničky energeticky účinnější než kdykoli předtím.Dnes je mnoho našich každodenních předmětů, včetně fitness a cvičebního vybavení a nábytku, vyrobeno z hliníkových výlisků.

5) Elektronický průmysl Hliníkové výlisky se používají v mnoha elektrických a elektronických zařízeních.S ohledem na jejich jedinečnou elektrickou a tepelnou vodivost se zakázkové hliníkové výlisky často používají pro kryty motorů, chladiče s vysokým odvodem tepla a vnitřní rámy.V některých případech jsou kompletní kryty produktů navrženy z hliníku, který lze nalézt na mnoha noteboocích, iPhonech a iPadech Apple a televizorech s vysokým rozlišením.

6) Světelný průmysl Díky tepelné vodivosti hliníku jsou inženýři schopni navrhnout kompletní extrudovaná svítidla s diodami emitujícími světlo, která mohou přenášet a odvádět teplo pro optimální tepelnou účinnost.Kromě toho jsou vytlačovací lisy relativně levné a hliníkové profily lze snadno řezat, tvarovat, ohýbat, zpracovávat a eloxovat nebo malovat, takže jsou ideální pro účinné osvětlení.Podle analýzy AEC Aluminium Extrusion Council je „potenciál růstu hliníkových výlisků pro světelné diodové lampy/pouzdra ve všech segmentech trhu prakticky neomezený……“

7) Průmysl solární energie.Pokud jde o solární energii, správná instalace a montáž solárních panelů je rozhodující pro kvalitu a výkon.Jako cenově výhodná alternativa k oceli poskytují hliníkové výlisky pevnost potřebnou k tomu, aby odolávaly přírodním živlům (jako je sníh a vítr), aniž by přidávaly váhu, díky čemuž jsou ideální pro střešní panely a fotovoltaické systémy integrované do budovy (BIPV).

Prolean nabízí širokou škálu materiálů pro vytlačování hliníku, včetně kovů a plastů.Podívejte se prosím navzorový seznam materiálůpoužíváme.Pokud potřebujete materiál, který zde není uveden, prosímkontaktujte násprotože to pro vás pravděpodobně budeme schopni získat.