アルミ押出の説明、ツーリング、プロセスの特徴と用途
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前回のブログで(アルミ押し出しの説明、長所と短所)アルミ押し出しの基礎、押し出し方法、材料の選択、およびアルミニウム押し出しの長所と短所について簡単に説明しました。ほとんどのエンジニアにとって、射出成形とスタンピングは最も一般的なプロセスであり、アルミニウムまたはアルミニウム押出についてはほとんど知られていません。しかし、さまざまな業界でアルミニウムまたはアルミニウム押出材がますます使用される傾向が見られ、アルミニウム押出材の使用は、コスト削減と軽量化において予想外の役割を果たすことができます.
完全に理解している場合にのみ、アルミニウム押出成形のプロセス、ツーリング、特徴、用途およびその他の関連知識により、優れた DFM の最も重要なポイントである、高品質で低コストのアルミニウム押出成形を保証するために、アルミニウム押出成形を設計することができます。
アルミニウム押出成形のより包括的な理解をもたらすために。
この章では、次の 3 つの側面からアルミニウム押出プロセスについて詳しく説明します。押し出しアルミ タッチ ツール、プロセス特性、およびアプリケーション シナリオ.
1 アルミ押出ダイス
製品設計エンジニアはアルミ押出ダイスを設計しませんが、押出ダイスの基本的な構造と、それがさまざまな押出プロファイルを形成するメカニズムを理解することは、ダイスのコストを削減し、押出成形を設計する際の最適化された設計を通じて押出生産性を向上させるのに役立ちます。
1)アルミ押出ダイスとは
押し出しダイは、基本的には厚みのある円形のスチール製ディスクで、目的のプロファイルを形成するための 1 つまたは複数の開口部が含まれています。それらは通常、H-13 ダイス鋼でできており、ダイスを通過する際の高温のアルミニウムの圧力と熱に耐えるように熱処理されています。
アルミ押出ダイス
アルミニウムは非常に柔らかい金属のように見えますが、固体のアルミニウム インゴット (ビレット) を薄い多孔性のアルミニウム押出ダイに押し込んで目的の形状に成形するには、大きな圧力が必要です。
2)押出ダイスの種類
アルミ押出材の断面形状に応じて、対応する金型は次の 3 つのカテゴリに分類されます。中実ダイ、半中空ダイ、中空ダイ。その中で、中空金型は構造が最も複雑で、摩耗や破損が容易で、コストが最も高くなります。
ソリッドアルミ押出ダイ
中空アルミ押出ダイ
半中空アルミ押出ダイ
3)押出金型寿命
アルミニウム押出設計に起因する熱の蓄積と不均一な圧力 (たとえば、薄い壁、不均一な壁の厚さ、および突出した形状) は、押出ダイの寿命の最大の要因です。
熱と不均一な圧力は、適切な金型設計によって制御でき、押出速度を下げて金型の寿命を延ばすことができますが、最終的には金型を交換する必要があります。
アルミニウム押し出し材を設計する前に、製品構造設計エンジニアは、どの設計機能が金型コストに最も大きく影響するかを理解する必要があります。アルミニウム押出断面の設計を変更し、適切な公差を設定し、適切なアルミニウム合金材料を選択することで、要件に応じてアルミニウム押出ダイの機械加工コストを節約できます。
2 アルミ押出加工のメリット
1) 長持ちする耐久性 腐食、腐食、風化に対するアルミニウムの耐性は、その最も重要な利点の 1 つです。アルミニウムは自然に錆び、追加の処理をしなくても腐食に耐えます。これは、表面に酸化アルミニウムの薄い自然発生保護膜が存在するためです。アルマイト処理により、耐腐食性がさらに強化されます。
たとえば、屋外環境では、陽極酸化を 25 ミクロンで実行できるため、耐食性と表面仕上げの両方が向上します。さらに、アルミニウムはメンテナンスを必要とせず、ほとんどの場合、腐食の心配なく使用できます。
2) 軽くて強いアルミニウムは、その強度のほとんどを保持しながら、スチールよりも 33% 以上軽量です。ほとんどのアルミニウム合金の引張強度範囲は約 70 ~ 700 MPa ですが、密度は鋼の 3 分の 2 です。
製品設計エンジニアは、アルミ押し出し部品の強度を心配する必要がなく、建設業界だけでなく自動車業界でも構造部品として使用できます。それらを他の金属材料の最良の代替品にします。アルミニウム合金は、軽量化とエネルギー削減のために、自動車業界で大幅に使用されています。
アウディ A8 のボディのアルミ押し出し (青色のアルミ押し出し)
3) 良好な熱伝導率アルミニウムは熱伝導率が銅と非常に似ていますが、重量ははるかに軽いです。アルミニウムは優れた熱伝導体であり、アルミニウム押出成形の輪郭に沿った設計により、熱伝導率と熱チャネルの形成のための表面積が最大化されます。典型的な例は、CPU から熱を逃がすためにアルミニウムが使用されているコンピューターの CPU クーラーです。
アルミ熱伝導体
4) スタイリッシュな外観e押し出しアルミニウムは、塗装、メッキ、研磨、および陽極酸化が可能で、エンジニアは他の素材よりも幅広い外観オプションを利用できます。
カラフルなアルミ押し出しパーツ
5) 幅広いアプリケーション基本的に、アルミニウム押し出しによって任意の断面形状を形成できるため、アルミニウム押し出しの用途は非常に広く、エンジニアはさまざまな用途環境の要件を満たすようにさまざまなセクションを設計できます。
アルミ押出の幅広い用途
6) 二次加工が容易アルミニウム押し出し材は、特定の目的に合わせて、簡単に成形、切断、穴あけ、機械加工、打ち抜き、曲げ、溶接することができます。
7)金型加工の短サイクル・低コスト化 アルミ押出成形は、金型がシンプルで、加工サイクルが短く、低コストです。
8) 衝撃吸収と変形建設では、アルミニウム押し出し材は、天候や建物の動きによる変形に耐えることができます。輸送ツールでは、衝撃エネルギーを吸収できます。アルミニウム押し出し材は、負荷がかかっても強度と柔軟性を維持し、衝撃から跳ね返ります。
衝撃エネルギーを吸収するために自動車に使用されるアルミニウム押出材
9)環境を守ることアルミニウムは環境にやさしい素材であり、簡単にリサイクルできます。
3 アルミ押出加工の応用
アルミニウムは未来の金属です。環境にやさしく、軽量で、自然に耐食性があり、強いだけでなく、熱と電気をよく伝導します。米国でのアルミニウム押し出し材の使用は 6 年連続で増加しており、現在では北米のアルミニウム市場全体のほぼ 4 分の 1 (22%) を占めています。
建設業界が引き続きアルミ押し出し材の使用を支配していますが、アルミ押し出し材を使用する際のほぼ無限の設計可能性について多くのエンジニアや設計者が学んでいるため、業界での使用は拡大しています。アルミニウムが中心的な役割を果たしている 7 つの産業は次のとおりです。
1) 航空および航空宇宙産業 アルミニウムは当初から航空宇宙市場の重要な部分を占めてきました。ライト兄弟のオリジナル モデルでは、軽量化のためにエンジンにアルミニウム部品を使用していました。今日、アルミニウムは現代の航空機の 75 ~ 80% を占めており、軽量でありながら耐久性があるため、構造物やエンジンによく選ばれています。アルミニウムは、多くの宇宙船の主要コンポーネントの 1 つでもあります。
2) 運輸業比強度が重要な輸送業界では、エンジン ブロック、トランスミッション ケース、パネル、屋根の縦ビームとシャーシ、および自動車、船舶、トラック、鉄道、地下鉄車両の車体とコンポーネントにアルミニウム押出材が最適です。
運輸業界はアルミ押し出し材の第 2 位のユーザーであり、成長を続けています。Ford から Audi、Mercedes-Benz に至るまで、自動車のエンジニアや設計者は、燃料効率と性能を向上させるために、スチール製のコンポーネントをアルミニウムに置き換える方法を模索してきました。電気自動車もアルミニウムを多用しています。
3) 建設業鋼とは異なり、アルミニウムは複雑な設計に押し出し、厳格な建築製品仕様を満たすように製造できるため、多くの住宅用および商業用建築製品での使用が促進されます。窓、ドア、アトリウム、天窓からスロープ、バルコニー、さまざまな屋根のデザインに至るまで、建築家はアルミニウムを使用して、時の試練に耐える環境に優しい持続可能な建物を建設しています。
4) 消費者産業 アルミニウム押し出し材が洗濯機と乾燥機に最初に導入されて以来、家電市場に革命をもたらし、空調システムと冷蔵庫をこれまで以上にエネルギー効率に優れたものにしました。今日、フィットネスや運動器具、家具など、私たちの日常的なアイテムの多くは、アルミニウムの押し出し材で作られています。
5) 電子産業 アルミニウム押出材は、多くの電気および電子機器で使用されています。独自の電気伝導性と熱伝導性を考慮して、モーター ハウジング、放熱性の高いヒートシンク、および内部フレームにカスタム アルミニウム押し出し材がよく使用されます。場合によっては、完全な製品筐体がアルミニウムで設計されており、多くのラップトップ、Apple iPhone および iPad、高解像度テレビで見られます。
6) 照明産業 アルミニウムの熱伝導率により、エンジニアは、最適な熱効率のために熱を伝達および放散できる完全な押し出し発光ダイオード照明器具を設計できます。さらに、押出ダイスは比較的安価であり、アルミニウム押出材は切断、成形、曲げ、加工、陽極酸化または塗装が容易であるため、効率的な照明に最適です。アルミニウム押出協議会の AEC 分析によると、「すべての市場セグメントにおける発光ダイオード ランプ/ハウジング用のアルミニウム押出材の成長の可能性は事実上無限です …」
7) 太陽エネルギー産業。太陽エネルギーに関して言えば、ソーラーパネルの適切な設置と取り付けは、品質と性能にとって非常に重要です。スチールに代わる費用対効果の高い代替品として、アルミニウム押し出し材は、重量を増やさずに自然の要素 (雪や風など) に耐えるために必要な強度を提供するため、屋根に取り付けられたパネルや建物一体型太陽光発電 (BIPV) システムに最適です。
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投稿時間: May-06-2022