Extrusión de aluminio explicada, ferramentas, características do proceso e aplicacións

Extrusión de aluminio explicada, ferramentas, características do proceso e aplicacións

Tempo de lectura: 8 min

No noso último blog(Extrusión de aluminio explicada, pros e contras)cubrimos brevemente os fundamentos da extrusión de aluminio, os métodos de extrusión, a selección de materiais e as vantaxes e desvantaxes da extrusión de aluminio.Para a maioría dos enxeñeiros, o moldeado por inxección e a estampación son os procesos máis comúns, e pouco se sabe sobre o aluminio ou a extrusión de aluminio.Pero vemos unha tendencia de que o aluminio ou a extrusión de aluminio se usa cada vez máis en varias industrias, e o uso da extrusión de aluminio pode xogar un papel inesperado na redución de custos e redución de peso.

Só cando entendemos completamente oproceso, ferramentas, características e aplicación do moldeado por extrusión de aluminioe outros coñecementos relacionados, podemos deseñar extrusións de aluminio para garantir alta calidade e baixo custo das extrusións de aluminio, que é o punto máis crítico para un bo DFM.

Co fin de ofrecerlle unha comprensión máis ampla da moldaxe por extrusión de aluminio.

Neste capítulo elaborarase o proceso de extrusión de aluminio desde tres aspectos:ferramenta táctil de extrusión de aluminio, características do proceso e escenarios de aplicación.

1 Troqueles de extrusión de aluminio

Aínda que os enxeñeiros de deseño de produtos non deseñan matrices de extrusión de aluminio, comprender a estrutura básica da matriz de extrusión e o mecanismo de como forma os diferentes perfís de extrusión pode axudar a reducir os custos das matrices e mellorar a produtividade da extrusión mediante un deseño optimizado ó deseñar extrusións.

1) Que son troqueles de extrusión de aluminio

As matrices de extrusión son discos de aceiro circulares e grosos que conteñen unha ou máis aberturas para formar o perfil desexado.Están feitos normalmente de aceiro de matriz H-13 e son tratados térmicamente para soportar a presión e a calor do aluminio quente ao atravesar a matriz.

Troqueles de extrusión de aluminio

Aínda que o aluminio parece ser un metal moi brando, fai falta moita presión para empuxar un lingote de aluminio sólido (billet) a través dunha matriz de extrusión de aluminio porosa e fina para formar a forma desexada.

2）Tipos de matrices de extrusión

Segundo a forma da sección transversal das extrusións de aluminio, as súas matrices correspondentes divídense en tres categorías:matrices sólidas, matrices semi-ocas e matrices ocas.Entre eles, a matriz oca ten a estrutura máis complicada, fácil de usar e romper e o custo máis alto.

Troquel de extrusión de aluminio sólido 

Troquel de extrusión de aluminio oco

Troquel de extrusión de aluminio semi-oco

3） Vida da matriz de extrusión

A acumulación de calor e as presións irregulares (por exemplo, paredes delgadas, espesores desiguais de paredes e características sobresaíntes) derivadas do deseño de extrusión de aluminio son os maiores asasinatos da vida útil da matriz de extrusión.

A calor e as presións desiguais pódense controlar mediante un deseño axeitado da matriz e as velocidades de extrusión pódense reducir para prolongar a vida útil da matriz, pero eventualmente as matrices deben substituírse.

Antes de deseñar unha extrusión de aluminio, o enxeñeiro de deseño estrutural do produto debe comprender cales son as características de deseño que afectarán máis significativamente aos custos de ferramentas.Cambiar o deseño da sección transversal de extrusión de aluminio, establecer tolerancias adecuadas e seleccionar o material de aliaxe de aluminio adecuado pode aforrar o custo de mecanizado da matriz de extrusión de aluminio segundo os requisitos.

2 Vantaxes do proceso de extrusión de aluminio

1) Durabilidade de longa duración A resistencia do aluminio á corrosión, á corrosión e á intemperie é unha das súas vantaxes máis significativas.O aluminio oxida naturalmente e resiste a corrosión sen tratamento adicional.Isto débese á presenza dunha fina película protectora natural de óxido de aluminio na súa superficie.Ao anodizado, a súa resistencia á corrosión pode facerse aínda máis forte.

Por exemplo, en ambientes exteriores, a anodización pódese realizar a 25 micras, o que mellora tanto a resistencia á corrosión como o acabado superficial.Ademais, o aluminio non require mantemento e pódese utilizar sen medo á corrosión na maioría dos casos.

2) Lixeiro e forteO aluminio é máis dun 33% máis lixeiro que o aceiro, aínda que conserva a maior parte da súa resistencia.O rango de resistencia á tracción da maioría das aliaxes de aluminio é duns 70-700 MPa, mentres que a densidade é dous terzos menor que a do aceiro.

Os enxeñeiros de deseño de produtos non teñen que preocuparse pola resistencia das pezas extruídas de aluminio e pódense usar como pezas estruturais na industria da construción e na automoción.converténdoos na mellor alternativa a outros materiais metálicos.As aliaxes de aluminio están sendo utilizadas de forma significativa na industria do automóbil para reducir o peso e a redución de enerxía.

Extrusión de aluminio na carrocería do Audi A8 (extrusión de aluminio en azul)

3) Boa condutividade térmicaO aluminio ten unha condutividade térmica moi similar ao cobre, pero é moito máis lixeiro.O aluminio é un excelente condutor térmico e o deseño contorneado da extrusión de aluminio maximiza a superficie para a condutividade térmica e a formación de canles térmicos.Un exemplo típico é un refrixerador de CPU de ordenador, onde se usa aluminio para afastar a calor da CPU.

Conductor térmico de aluminio

4) Aspecto eleganteeO aluminio extruído pódese pintar, chapar, pulir e anodizar, o que ofrece aos enxeñeiros unha gama máis ampla de opcións de aspecto que outros materiais.

Pezas de extrusión de aluminio coloridas

5) Ampla gama de aplicaciónsBasicamente, calquera forma de sección pódese formar mediante extrusión de aluminio, polo que a aplicación da extrusión de aluminio é moi ampla, os enxeñeiros poden deseñar diferentes seccións para satisfacer os requisitos de diferentes ambientes de aplicación.

Amplia gama de aplicacións de extrusión de aluminio

6) Procesamento secundario sinxeloAs extrusións de aluminio poden ser facilmente formadas, cortadas, perforadas, mecanizadas, estampadas, dobradas e soldadas para atender a fins específicos.

7） Tempo de ciclo curto e baixo custo para o procesamento de matrices A extrusión de aluminio ten unha matriz sinxela, un ciclo de procesamento curto e un baixo custo.

8) Absorción de impacto e deformaciónNa construción, as extrusións de aluminio poden resistir a deformación causada polo tempo e o movemento do edificio.Nas ferramentas de transporte pódese absorber a enerxía de impacto.As extrusións de aluminio manteñen a resistencia e a flexibilidade baixo a carga e regresan ao impacto.

A extrusión de aluminio úsase nos automóbiles para absorber a enerxía de impacto

9)Protección ambientalO aluminio é un material ecolóxico e pódese reciclar facilmente.

3 Aplicación do proceso de extrusión de aluminio

O aluminio é o metal do futuro;non só é ecolóxico, lixeiro, naturalmente resistente á corrosión e forte, senón que tamén conduce ben a calor e a electricidade.O uso de extrusións de aluminio nos Estados Unidos creceu por sexto ano consecutivo e agora representa case a cuarta parte (22%) do mercado total de aluminio norteamericano.

Aínda que a industria da construción segue dominando o uso de extrusións de aluminio, o uso da industria expandiuse a medida que máis enxeñeiros e deseñadores están aprendendo sobre as posibilidades de deseño case ilimitadas cando se usan extrusións de aluminio.Aquí están as sete industrias nas que o aluminio cobra protagonismo:

1) Industria aeronáutica e aeroespacial  O aluminio foi unha parte importante do mercado aeroespacial desde o principio: os modelos orixinais dos irmáns Wright usaban pezas de aluminio nos seus motores para reducir o peso.Hoxe, o aluminio constitúe o 75-80% das aeronaves modernas e adoita ser elixido para estruturas e motores debido ao seu peso lixeiro pero duradeiro.O aluminio tamén é un dos compoñentes principais de moitas naves espaciais.

2) Industria do transporteNa industria do transporte, onde a resistencia específica é crítica, as extrusións de aluminio son ideais para bloques de motores, caixas de transmisión, paneis, vigas lonxitudinais do tellado e chasis, e carrocerías e compoñentes de vehículos para automóbiles, barcos, camións, ferrocarrís e vehículos de metro.

A industria do transporte é o segundo maior usuario de extrusións de aluminio, e está en crecemento.Desde Ford ata Audi pasando por Mercedes-Benz, os enxeñeiros e deseñadores de automóbiles buscaron formas de substituír os compoñentes de aceiro por aluminio para mellorar a eficiencia e o rendemento do combustible.Os vehículos eléctricos tamén están facendo un uso extensivo do aluminio.

3) Industria da construciónA diferenza do aceiro, o aluminio pode ser extruido en deseños complexos e fabricado para cumprir con estritas especificacións de produtos de construción, o que axuda a impulsar o seu uso en moitos produtos de construción residencial e comercial.Desde fiestras, portas, adros e lucernarios, ata ramplas, balcóns e varios deseños de tellados, os arquitectos recorren ao aluminio para construír edificios verdes e sostibles que resistirán o paso do tempo.

4) Industria de consumo Desde que as extrusións de aluminio foron introducidas por primeira vez en lavadoras e secadoras, revolucionou o mercado dos electrodomésticos, facendo que os sistemas de aire acondicionado e frigoríficos sexan máis eficientes enerxéticamente que nunca.Hoxe, moitos dos nosos artigos de uso cotián, incluídos os equipos de fitness e exercicios e os mobles, están feitos de extrusións de aluminio.

5) Industria electrónica As extrusións de aluminio úsanse en moitos dispositivos eléctricos e electrónicos.Dada a súa condutividade eléctrica e térmica única, as extrusións de aluminio personalizadas adoitan usarse para carcasas de motores, disipadores de calor de alta disipación de calor e marcos internos.Nalgúns casos, as carcasas completas dos produtos están deseñadas en aluminio, que se poden atopar en moitos portátiles, iPhones e iPads de Apple e televisores de alta definición.

6) Industria da iluminación Debido á condutividade térmica do aluminio, os enxeñeiros son capaces de deseñar luminarias de diodos emisores de luz extruídos completas que poden transferir e disipar a calor para unha eficiencia térmica óptima.Ademais, as matrices de extrusión son relativamente económicas e as extrusións de aluminio son fáciles de cortar, dar forma, dobrar, procesar e anodizar ou pintar, polo que son idóneas para unha iluminación eficiente.Segundo a análise da AEC do Aluminium Extrusion Council, "o potencial de crecemento das extrusións de aluminio para lámpadas/carcasas de diodos emisores de luz en todos os segmentos do mercado é practicamente ilimitado..."

7) Industria da Enerxía Solar.Cando se trata de enerxía solar, a correcta instalación e montaxe dos paneis solares é fundamental para a calidade e o rendemento.Como alternativa rendible ao aceiro, as extrusións de aluminio proporcionan a resistencia necesaria para resistir elementos naturais (como a neve e o vento) sen engadir peso, polo que son idóneas para paneis montados en tellados e sistemas fotovoltaicos integrados en edificios (BIPV).

Prolean ofrece unha ampla gama de materiais para a extrusión de aluminio, incluíndo metais e plásticos.Por favor vexa olistaxe de mostra de materiaisusamos.Se necesitas algún material que non estea aquí, por favorContacta connoscoxa que é probable que poidamos obtelo.