Spiegazione dell'estrusione dell'alluminio, utensili, caratteristiche del processo e applicazioni

Spiegazione dell'estrusione dell'alluminio, utensili, caratteristiche del processo e applicazioni

Tempo di lettura: 8 minuti

Nel nostro ultimo blog(Spiegazione dell'estrusione di alluminio, pro e contro)abbiamo trattato brevemente i fondamenti dell'estrusione dell'alluminio, i metodi di estrusione, la selezione dei materiali e i vantaggi e gli svantaggi dell'estrusione dell'alluminio.Per la maggior parte degli ingegneri, lo stampaggio a iniezione e lo stampaggio sono i processi più comuni e si sa poco dell'alluminio o dell'estrusione dell'alluminio.Ma vediamo una tendenza secondo cui l'alluminio o l'estrusione di alluminio è sempre più utilizzato in vari settori e l'uso dell'estrusione di alluminio può svolgere un ruolo inaspettato nella riduzione dei costi e nella riduzione del peso.

Solo quando comprendiamo appieno ilprocesso, attrezzature, caratteristiche e applicazione dello stampaggio per estrusione di alluminioe altre conoscenze correlate, possiamo essere in grado di progettare estrusi in alluminio per garantire alta qualità e basso costo delle estrusioni in alluminio, che è il punto più critico per un buon DFM.

Per offrirti una comprensione più completa dello stampaggio per estrusione di alluminio.

Questo capitolo elaborerà il processo di estrusione dell'alluminio da tre aspetti:strumento tattile in alluminio estruso, caratteristiche del processo e scenari applicativi.

1 stampi per estrusione di alluminio

Sebbene i progettisti di prodotto non progettino matrici di estrusione in alluminio, comprendere la struttura di base della matrice di estrusione e il meccanismo di come forma diversi profili di estrusione può aiutare a ridurre i costi della matrice e migliorare la produttività dell'estrusione attraverso un design ottimizzato durante la progettazione delle estrusioni.

1) Cosa sono le matrici per estrusione di alluminio

Le matrici di estrusione sono essenzialmente dischi di acciaio circolari spessi contenenti una o più aperture per formare il profilo desiderato.Sono tipicamente realizzati in acciaio per stampi H-13 e sono trattati termicamente per resistere alla pressione e al calore dell'alluminio caldo mentre passa attraverso lo stampo.

Stampi per estrusione di alluminio

Anche se l'alluminio sembra essere un metallo molto tenero, ci vuole molta pressione per spingere un solido lingotto di alluminio (billetta) attraverso una sottile matrice di estrusione di alluminio poroso per formare la forma desiderata.

2）Tipi di stampi per estrusione

In base alla forma della sezione trasversale delle estrusioni in alluminio, le matrici corrispondenti sono suddivise in tre categorie:stampi pieni, stampi semi-cavi e stampi cavi.Tra questi, lo stampo cavo ha la struttura più complicata, facile da indossare e rompere e il costo più elevato.

Stampo per estrusione di alluminio solido 

Stampo per estrusione di alluminio cavo

Stampo per estrusione di alluminio semi-cavo

3）Vita dell'estrusione

L'accumulo di calore e le pressioni irregolari (ad es. pareti sottili, spessori delle pareti irregolari e caratteristiche sporgenti) risultanti dalla progettazione dell'estrusione dell'alluminio sono i principali fattori che uccidono la durata della matrice di estrusione.

Il calore e le pressioni irregolari possono essere controllate da un'adeguata progettazione dello stampo e le velocità di estrusione possono essere ridotte per prolungare la durata dello stampo, ma alla fine gli stampi devono essere sostituiti.

Prima di progettare un'estrusione di alluminio, l'ingegnere progettista strutturale del prodotto deve comprendere quali caratteristiche di progettazione influiranno in modo più significativo sui costi degli utensili.La modifica del design della sezione trasversale dell'estrusione di alluminio, l'impostazione delle tolleranze adeguate e la selezione del giusto materiale in lega di alluminio possono far risparmiare il costo di lavorazione della matrice di estrusione di alluminio in base ai requisiti.

2 vantaggi del processo di estrusione dell'alluminio

1) Lunga durata La resistenza dell'alluminio alla corrosione, alla corrosione e agli agenti atmosferici è uno dei suoi vantaggi più significativi.L'alluminio arrugginisce naturalmente e resiste alla corrosione senza ulteriori trattamenti.Ciò è dovuto alla presenza sulla sua superficie di un sottile film protettivo naturale di ossido di alluminio.Con l'anodizzazione, la sua resistenza alla corrosione può diventare ancora più forte.

Ad esempio, in ambienti esterni, l'anodizzazione può essere eseguita a 25 micron, il che migliora sia la resistenza alla corrosione che la finitura superficiale.Inoltre, l'alluminio non richiede manutenzione e nella maggior parte dei casi può essere utilizzato senza timore di corrosione.

2) Leggero e resistenteL'alluminio è più leggero del 33% rispetto all'acciaio, pur conservando la maggior parte della sua forza.La gamma di resistenza alla trazione della maggior parte delle leghe di alluminio è di circa 70-700 MPa, mentre la densità è due terzi inferiore a quella dell'acciaio.

I progettisti di prodotti non devono preoccuparsi della resistenza delle parti estruse in alluminio e possono essere utilizzate come parti strutturali nell'industria delle costruzioni e nell'industria automobilistica,rendendoli la migliore alternativa ad altri materiali metallici.Le leghe di alluminio vengono utilizzate in modo significativo nell'industria automobilistica per la leggerezza e la riduzione del consumo energetico.

Estrusione di alluminio nel corpo di Audi A8 (estrusione di alluminio in blu)

3) Buona conducibilità termicaL'alluminio ha una conduttività termica estremamente simile al rame, ma è molto più leggero.L'alluminio è un eccellente conduttore termico e il design sagomato dell'estrusione di alluminio massimizza la superficie per la conduttività termica e la formazione di canali termici.Un esempio tipico è il dispositivo di raffreddamento della CPU di un computer, in cui l'alluminio viene utilizzato per allontanare il calore dalla CPU.

Conduttore termico in alluminio

4) Aspetto eleganteeL'alluminio estruso può essere verniciato, placcato, lucidato e anodizzato, il che offre agli ingegneri una gamma più ampia di opzioni estetiche rispetto ad altri materiali.

Parti colorate in estrusione di alluminio

5) Ampia gamma di applicazioniFondamentalmente qualsiasi forma di sezione può essere formata dall'estrusione di alluminio, quindi l'applicazione dell'estrusione di alluminio è molto ampia, gli ingegneri possono progettare diverse sezioni per soddisfare i requisiti di diversi ambienti applicativi.

Ampia gamma di applicazioni dell'estrusione di alluminio

6) Elaborazione secondaria facileLe estrusioni in alluminio possono essere facilmente formate, tagliate, forate, lavorate a macchina, stampate, piegate e saldate per soddisfare scopi specifici.

7）Brevi tempi di ciclo e basso costo per la lavorazione degli stampi L'estrusione di alluminio ha uno stampo semplice, un ciclo di lavorazione breve e un basso costo.

8) Assorbimento di urti e deformazioniNella costruzione, le estrusioni in alluminio possono resistere alla deformazione causata dalle intemperie e dal movimento dell'edificio.Negli strumenti di trasporto, l'energia d'urto può essere assorbita.Le estrusioni in alluminio mantengono la resistenza e la flessibilità sotto carico e restituiscono la molla all'impatto.

L'estrusione di alluminio viene utilizzata nelle automobili per assorbire l'energia d'urto

9)Protezione ambientaleL'alluminio è un materiale ecologico e può essere facilmente riciclato.

3 Applicazione del processo di estrusione dell'alluminio

L'alluminio è il metallo del futuro;non è solo ecologico, leggero, naturalmente resistente alla corrosione e forte, ma conduce bene anche il calore e l'elettricità.L'utilizzo di estrusi di alluminio negli Stati Uniti è cresciuto per il sesto anno consecutivo e ora rappresenta quasi un quarto (22%) del mercato totale dell'alluminio nordamericano.

Mentre l'industria delle costruzioni continua a dominare l'uso degli estrusi in alluminio, l'uso dell'industria si è ampliato man mano che sempre più ingegneri e progettisti stanno imparando le possibilità di progettazione quasi illimitate quando si utilizzano estrusi in alluminio.Ecco i sette settori in cui l'alluminio è al centro dell'attenzione:

1) Industria aeronautica e aerospaziale  L'alluminio è stato una parte importante del mercato aerospaziale sin dall'inizio: i modelli originali dei fratelli Wright utilizzavano parti in alluminio nei loro motori per ridurre il peso.Oggi l'alluminio costituisce il 75-80% degli aerei moderni ed è spesso scelto per strutture e motori per la sua natura leggera ma durevole.L'alluminio è anche uno dei componenti principali di molti veicoli spaziali.

2) Industria dei trasportiNel settore dei trasporti, dove la resistenza specifica è fondamentale, le estrusioni in alluminio sono ideali per blocchi motore, scatole di trasmissione, pannelli, travi longitudinali del tetto e telaio, nonché carrozzerie e componenti per automobili, navi, camion, ferrovie e metropolitane.

L'industria dei trasporti è il secondo più grande utilizzatore di estrusi in alluminio ed è in crescita.Da Ford ad Audi a Mercedes-Benz, ingegneri e designer automobilistici hanno cercato modi per sostituire i componenti in acciaio con alluminio per migliorare l'efficienza del carburante e le prestazioni.Anche i veicoli elettrici fanno largo uso di alluminio.

3) Industria edileA differenza dell'acciaio, l'alluminio può essere estruso in progetti complessi e fabbricato per soddisfare rigorose specifiche dei prodotti da costruzione, contribuendo a guidarne l'uso in molti prodotti per l'edilizia residenziale e commerciale.Da finestre, porte, atri e lucernari, a rampe, balconi e vari progetti di tetti, gli architetti si stanno rivolgendo all'alluminio per costruire edifici verdi e sostenibili che resisteranno alla prova del tempo.

4) Industria di consumo Da quando gli estrusi in alluminio sono stati introdotti per la prima volta nelle lavatrici e nelle asciugatrici, hanno rivoluzionato il mercato degli elettrodomestici, rendendo i sistemi di climatizzazione e i frigoriferi più efficienti dal punto di vista energetico che mai.Oggi, molti dei nostri articoli di uso quotidiano, comprese le attrezzature e i mobili per il fitness e l'esercizio fisico, sono realizzati con estrusioni di alluminio.

5) Industria elettronica Le estrusioni in alluminio sono utilizzate in molti dispositivi elettrici ed elettronici.Data la loro conduttività elettrica e termica unica, le estrusioni di alluminio personalizzate vengono spesso utilizzate per alloggiamenti motore, dissipatori di calore ad alta dissipazione del calore e telai interni.In alcuni casi, gli alloggiamenti completi del prodotto sono progettati in alluminio, che si trova su molti laptop, iPhone e iPad Apple e televisori ad alta definizione.

6) Industria dell'illuminazione Grazie alla conduttività termica dell'alluminio, gli ingegneri sono in grado di progettare apparecchi a diodi emettitori di luce completamente estrusi in grado di trasferire e dissipare il calore per un'efficienza termica ottimale.Inoltre, le matrici di estrusione sono relativamente economiche e le estrusioni in alluminio sono facili da tagliare, modellare, piegare, lavorare e anodizzare o verniciare, il che le rende ideali per un'illuminazione efficiente.Secondo l'analisi AEC dell'Aluminum Extrusion Council, "il potenziale di crescita degli estrusi in alluminio per lampade/alloggiamenti a diodi a emissione di luce in tutti i segmenti di mercato è virtualmente illimitato..."

7) Industria dell'energia solare.Quando si tratta di energia solare, la corretta installazione e montaggio dei pannelli solari è fondamentale per la qualità e le prestazioni.Come alternativa economica all'acciaio, le estrusioni in alluminio forniscono la forza necessaria per resistere agli elementi naturali (come neve e vento) senza aggiungere peso, rendendole ideali per pannelli montati sul tetto e sistemi fotovoltaici integrati negli edifici (BIPV).

Prolean offre una vasta gamma di materiali per l'estrusione dell'alluminio, inclusi metalli e plastica.Si prega di consultare ilesempio di elenco dei materialinoi usiamo.Se hai bisogno di un materiale che non è elencato qui, per favoreContattacipoiché probabilmente saremo in grado di reperirlo per te.