Aluminium extrusie uitgelegd, gereedschappen, proceskenmerken en toepassingen

Aluminium extrusie uitgelegd, gereedschappen, proceskenmerken en toepassingen

Tijd om te lezen: 8 minuten

In onze laatste blog(Aluminium extrusie uitgelegd, voor- en nadelen)we hebben kort de basisprincipes van aluminiumextrusie, extrusiemethoden, materiaalkeuze en de voor- en nadelen van aluminiumextrusie behandeld.Voor de meeste ingenieurs zijn spuitgieten en stampen de meest voorkomende processen en er is weinig bekend over aluminium of aluminium extrusie.Maar we zien een trend dat aluminium of aluminium extrusie steeds vaker wordt gebruikt in verschillende industrieën, en het gebruik van aluminium extrusie kan een onverwachte rol spelen bij kostenbesparing en gewichtsvermindering.

Pas als we het volledig begrijpenproces, tooling, kenmerken en toepassing van aluminium extrusiegietenen andere gerelateerde kennis, kunnen we aluminium extrusies ontwerpen om hoge kwaliteit en lage kosten van aluminium extrusies te garanderen, wat het meest kritieke punt is voor een goede DFM.

Om u een beter begrip te geven van aluminium extrusiegieten.

In dit hoofdstuk wordt het aluminium extrusieproces vanuit drie aspecten uitgewerkt:extrusie aluminium aanraakgereedschap, proceskenmerken en toepassingsscenario's.

1 aluminium extrusiematrijzen

Hoewel productontwerpingenieurs geen aluminium extrusiematrijzen ontwerpen, kan het begrijpen van de basisstructuur van de extrusiematrijs en het mechanisme van hoe deze verschillende extrusieprofielen vormt, helpen om de matrijskosten te verlagen en de extrusieproductiviteit te verbeteren door een geoptimaliseerd ontwerp bij het ontwerpen van extrusies.

1) Wat zijn aluminium extrusiematrijzen

Extrusiematrijzen zijn in wezen dikke, ronde stalen schijven die een of meer openingen bevatten om het gewenste profiel te vormen.Ze zijn meestal gemaakt van H-13 matrijsstaal en zijn hittebehandeld om de druk en hitte van heet aluminium te weerstaan ​​terwijl het door de matrijs gaat.

Aluminium extrusiematrijzen

Hoewel aluminium een ​​erg zacht metaal lijkt te zijn, is er veel druk nodig om een ​​massieve aluminiumstaaf (staaf) door een dunne, poreuze aluminium extrusiematrijs te duwen om de gewenste vorm te krijgen.

2）Soorten extrusiematrijzen

Volgens de vorm van de dwarsdoorsnede van aluminium extrusies, zijn hun overeenkomstige matrijzen verdeeld in drie categorieën:stevige matrijzen, semi-holle matrijzen en holle matrijzen.Onder hen heeft de holle matrijs de meest gecompliceerde structuur, gemakkelijk te dragen en te breken en de hoogste kosten.

Extrusiematrijs van massief aluminium 

Holle aluminium extrusiematrijs

Semi-holle aluminium extrusiematrijs

3） Levensduur extrusiematrijs

Warmteophoping en ongelijke druk (bijv. dunne wanden, ongelijke wanddiktes en uitstekende kenmerken) als gevolg van het ontwerp van aluminium extrusie zijn de grootste doodsoorzaken van de levensduur van extrusiematrijzen.

Hitte en ongelijkmatige druk kunnen worden beheerst door een goed ontwerp van de matrijs en de extrusiesnelheden kunnen worden verlaagd om de levensduur van de matrijs te verlengen, maar uiteindelijk moeten de matrijzen worden vervangen.

Alvorens een aluminium extrusie te ontwerpen, moet de structurele ontwerpingenieur van het product begrijpen welke ontwerpkenmerken de gereedschapskosten het meest zullen beïnvloeden.Door het ontwerp van de aluminium extrusiedoorsnede te wijzigen, de juiste toleranties in te stellen en het juiste aluminiumlegeringsmateriaal te selecteren, kunnen de bewerkingskosten van de aluminium extrusiematrijs volgens de vereisten worden bespaard.

2 Voordelen van aluminium extrusieproces

1) Langdurige duurzaamheid De weerstand van aluminium tegen corrosie, corrosie en verwering is een van de belangrijkste voordelen.Aluminium roest van nature en is bestand tegen corrosie zonder aanvullende behandeling.Dit komt door de aanwezigheid van een dunne, natuurlijk voorkomende beschermende film van aluminiumoxide op het oppervlak.Door te anodiseren kan de weerstand tegen corrosie nog sterker worden.

In buitenomgevingen kan bijvoorbeeld anodiseren worden uitgevoerd bij 25 micron, wat zowel de corrosieweerstand als de oppervlakteafwerking verbetert.Bovendien heeft aluminium geen onderhoud nodig en kan het in de meeste gevallen zonder angst voor corrosie worden gebruikt.

2) Lichtgewicht en sterkAluminium is meer dan 33% lichter dan staal, terwijl het zijn sterkte grotendeels behoudt.Het treksterktebereik van de meeste aluminiumlegeringen is ongeveer 70-700 MPa, terwijl de dichtheid tweederde kleiner is dan die van staal.

Productontwerpingenieurs hoeven zich geen zorgen te maken over de sterkte van geëxtrudeerde aluminium onderdelen en ze kunnen zowel in de bouw als in de auto-industrie worden gebruikt als structurele onderdelen.waardoor ze het beste alternatief zijn voor andere metalen materialen.Aluminiumlegeringen worden veel gebruikt in de auto-industrie voor lichtgewicht en energiebesparing.

Aluminium extrusie in de carrosserie van Audi A8 (aluminium extrusie in blauw)

3) Goed warmtegeleidingsvermogenAluminium heeft een extreem vergelijkbare thermische geleidbaarheid als koper, maar is veel lichter in gewicht.Aluminium is een uitstekende thermische geleider en het geprofileerde ontwerp van aluminium extrusie maximaliseert het oppervlak voor thermische geleidbaarheid en de vorming van thermische kanalen.Een typisch voorbeeld is een computer-CPU-koeler, waarbij aluminium wordt gebruikt om de warmte van de CPU af te voeren.

Aluminium thermische geleider

4) Stijlvolle uitstralingeGeëxtrudeerd aluminium kan worden geverfd, geplateerd, gepolijst en geanodiseerd, waardoor ingenieurs een breder scala aan uiterlijkopties hebben dan andere materialen.

Kleurrijke aluminium extrusiedelen

5) Breed scala aan toepassingenIn principe kan elke sectievorm worden gevormd door aluminium extrusie, dus de toepassing van aluminium extrusie is erg breed, ingenieurs kunnen verschillende secties ontwerpen om te voldoen aan de vereisten van verschillende toepassingsomgevingen.

Breed scala aan toepassingen van aluminium extrusie

6) Eenvoudige secundaire verwerkingAluminium extrusies kunnen gemakkelijk worden gevormd, gesneden, geboord, machinaal bewerkt, gestempeld, gebogen en gelast voor specifieke doeleinden.

7）Korte cyclustijd en lage kosten voor matrijsverwerking Aluminium extrusie heeft een eenvoudige matrijs, korte verwerkingscyclus en lage kosten.

8) Absorptie van impact en vervormingIn de bouw zijn aluminium extrusies bestand tegen vervorming veroorzaakt door het weer en de beweging van het gebouw.In transportmiddelen kan impactenergie worden geabsorbeerd.Aluminium extrusies behouden hun sterkte en flexibiliteit onder belasting en veren terug bij impact.

Aluminium extrusie wordt gebruikt in auto's om impactenergie te absorberen

9)MilieubeschermingAluminium is een milieuvriendelijk materiaal en kan gemakkelijk worden gerecycled.

3 Toepassing van aluminium extrusieproces

Aluminium is het metaal van de toekomst;het is niet alleen milieuvriendelijk, licht van gewicht, van nature corrosiebestendig en sterk, maar geleidt ook goed warmte en elektriciteit.Het gebruik van aluminium extrusies in de Verenigde Staten is voor het zesde achtereenvolgende jaar gegroeid en vertegenwoordigt nu bijna een kwart (22%) van de totale Noord-Amerikaanse aluminiummarkt.

Terwijl de bouwsector het gebruik van aluminium extrusies blijft domineren, is het gebruik in de industrie uitgebreid naarmate meer ingenieurs en ontwerpers leren over de bijna onbeperkte ontwerpmogelijkheden bij het gebruik van aluminium extrusies.Dit zijn de zeven industrieën waar aluminium centraal staat:

1) Lucht- en ruimtevaartindustrie  Aluminium is vanaf het begin een belangrijk onderdeel van de ruimtevaartmarkt geweest - de originele modellen van de gebroeders Wright gebruikten aluminium onderdelen in hun motoren om het gewicht te verminderen.Tegenwoordig maakt aluminium 75-80% uit van moderne vliegtuigen en wordt het vaak gekozen voor constructies en motoren vanwege het lichte gewicht maar duurzame karakter.Aluminium is ook een van de belangrijkste componenten van veel ruimtevaartuigen.

2) TransportindustrieIn de transportindustrie, waar specifieke sterkte van cruciaal belang is, zijn aluminium extrusies ideaal voor motorblokken, transmissiekasten, panelen, daklangsbalken en chassis, en voertuigcarrosserieën en componenten voor auto's, schepen, vrachtwagens, spoorwegen en metrovoertuigen.

De transportindustrie is de op een na grootste gebruiker van aluminium extrusies en groeit.Van Ford tot Audi tot Mercedes-Benz, auto-ingenieurs en ontwerpers hebben gezocht naar manieren om stalen componenten te vervangen door aluminium om het brandstofverbruik en de prestaties te verbeteren.Ook elektrische voertuigen maken veel gebruik van aluminium.

3) BouwnijverheidIn tegenstelling tot staal kan aluminium worden geëxtrudeerd tot complexe ontwerpen en worden vervaardigd om te voldoen aan strikte productspecificaties voor gebouwen, waardoor het gebruik ervan in veel residentiële en commerciële bouwproducten wordt gestimuleerd.Van ramen, deuren, atriums en dakramen tot hellingen, balkons en verschillende dakontwerpen, architecten wenden zich tot aluminium om groene, duurzame gebouwen te bouwen die de tand des tijds zullen doorstaan.

4) Consumentenindustrie Sinds aluminium extrusies voor het eerst werden geïntroduceerd in wasmachines en drogers, heeft het een revolutie teweeggebracht in de markt voor huishoudelijke apparaten, waardoor airconditioningsystemen en koelkasten energiezuiniger zijn dan ooit tevoren.Tegenwoordig zijn veel van onze dagelijkse artikelen, waaronder fitness- en fitnessapparatuur en meubels, gemaakt van aluminium extrusies.

5) Elektronica-industrie Aluminium extrusies worden gebruikt in veel elektrische en elektronische apparaten.Gezien hun unieke elektrische en thermische geleidbaarheid, worden op maat gemaakte aluminium extrusies vaak gebruikt voor motorbehuizingen, koellichamen met hoge warmteafvoer en interne frames.In sommige gevallen zijn complete productbehuizingen ontworpen in aluminium, wat te vinden is op veel laptops, Apple iPhones en iPads en high-definition televisies.

6) Verlichtingsindustrie Dankzij de thermische geleidbaarheid van aluminium zijn ingenieurs in staat complete geëxtrudeerde lichtdiodearmaturen te ontwerpen die warmte kunnen overdragen en afvoeren voor een optimaal thermisch rendement.Bovendien zijn extrusiematrijzen relatief goedkoop en zijn aluminium extrusies eenvoudig te snijden, vormen, buigen, verwerken en anodiseren of schilderen, waardoor ze ideaal zijn voor efficiënte verlichting.Volgens de AEC-analyse van de Aluminium Extrusion Council is "het groeipotentieel voor aluminium extrusies voor lichtgevende diodelampen/behuizingen in alle marktsegmenten vrijwel onbeperkt..."

7) Zonne-energie-industrie.Als het om zonne-energie gaat, is een juiste installatie en montage van zonnepanelen van cruciaal belang voor de kwaliteit en prestaties.Als een kosteneffectief alternatief voor staal bieden aluminium extrusies de sterkte die nodig is om natuurlijke elementen (zoals sneeuw en wind) te weerstaan ​​zonder gewicht toe te voegen, waardoor ze ideaal zijn voor op het dak gemonteerde panelen en in gebouwen geïntegreerde fotovoltaïsche (BIPV) systemen.

Prolean biedt een breed scala aan materialen voor aluminium extrusie, waaronder metalen en kunststoffen.Zie devoorbeeldlijst materialenwe gebruiken.Als u een materiaal nodig heeft dat hier niet wordt vermeld, alstublieftNeem contact met ons opomdat we het waarschijnlijk voor u kunnen vinden.