Extrudarea aluminiului explicată, scule, caracteristici de proces și aplicații

Extrudarea aluminiului explicată, scule, caracteristici de proces și aplicații

Timp de citit: 8 minute

În ultimul nostru blog(Extrudarea aluminiului explicată, argumente pro și contra)am acoperit pe scurt elementele fundamentale ale extrudarii aluminiului, metodele de extrudare, selecția materialelor și avantajele și dezavantajele extrudării aluminiului.Pentru majoritatea inginerilor, turnarea prin injecție și ștanțarea sunt cele mai comune procese și se cunosc puține lucruri despre aluminiu sau extrudarea aluminiului.Dar vedem o tendință că aluminiul sau extrudarea aluminiului este din ce în ce mai folosită în diverse industrii, iar utilizarea extrudarii aluminiului poate juca un rol neașteptat în reducerea costurilor și a greutății.

Doar atunci când înțelegem pe deplinprocesul, sculele, caracteristicile și aplicarea turnării prin extrudare a aluminiuluiși alte cunoștințe aferente, putem fi capabili să proiectăm extrudări de aluminiu pentru a asigura o calitate înaltă și un cost scăzut al extrudărilor de aluminiu, care este punctul cel mai critic pentru un DFM bun.

Pentru a vă oferi o înțelegere mai cuprinzătoare a turnării prin extrudare a aluminiului.

Acest capitol va elabora procesul de extrudare a aluminiului din trei aspecte:instrument tactil din aluminiu de extrudare, caracteristici ale procesului și scenarii de aplicare.

1 matriță de extrudare din aluminiu

Deși inginerii de proiectare a produselor nu proiectează matrițe de extrudare din aluminiu, înțelegerea structurii de bază a matriței de extrudare și a mecanismului modului în care formează diferite profile de extrudare poate ajuta la reducerea costurilor matrițelor și la îmbunătățirea productivității extrudarii printr-un design optimizat la proiectarea extrudărilor.

1) Ce este matrițele de extrudare din aluminiu

Matrițele de extrudare sunt în esență discuri de oțel circulare groase, care conțin una sau mai multe deschideri pentru a forma profilul dorit.Sunt fabricate de obicei din oțel pentru matriță H-13 și sunt tratate termic pentru a rezista la presiunea și căldura aluminiului fierbinte pe măsură ce trece prin matriță.

Matrice de extrudare din aluminiu

Deși aluminiul pare a fi un metal foarte moale, este nevoie de multă presiune pentru a împinge un lingou solid de aluminiu (billet) printr-o matriță de extrudare subțire și poroasă de aluminiu pentru a forma forma dorită.

2）Tipuri de matrițe de extrudare

În funcție de forma secțiunii transversale a extrudărilor de aluminiu, matrițele lor corespunzătoare sunt împărțite în trei categorii:matrițe solide, matrițe semi-cave și matrițe goale.Dintre acestea, matrița tubulară are cea mai complicată structură, ușor de purtat și de spart și cel mai mare cost.

Die de extrudare din aluminiu solid 

Die de extrudare din aluminiu tubular

Matrice de extrudare din aluminiu semi-goală

3） Durata de viață a matriței de extrudare

Acumularea de căldură și presiunile neuniforme (de exemplu, pereți subțiri, grosimi neuniforme ale peretelui și caracteristici proeminente) rezultate din proiectarea extrudarii din aluminiu sunt cele mai mari ucigașe a vieții matriței de extrudare.

Căldura și presiunile neuniforme pot fi controlate prin proiectarea corectă a matriței, iar vitezele de extrudare pot fi reduse pentru a prelungi durata de viață a matriței, dar în cele din urmă matrițele trebuie înlocuite.

Înainte de a proiecta o extrudare de aluminiu, inginerul de proiectare structurală a produsului ar trebui să înțeleagă care caracteristici de proiectare vor afecta cel mai semnificativ costurile de scule.Modificarea designului secțiunii transversale de extrudare a aluminiului, stabilirea toleranțelor adecvate și selectarea materialului potrivit de aliaj de aluminiu poate economisi costul de prelucrare al matriței de extrudare a aluminiului în conformitate cu cerințele.

2 Avantajele procesului de extrudare a aluminiului

1) Durabilitate de lungă durată Rezistența aluminiului la coroziune, coroziune și intemperii este unul dintre cele mai semnificative avantaje ale sale.Aluminiul rugineste in mod natural si rezista la coroziune fara tratament suplimentar.Acest lucru se datorează prezenței unei pelicule de protecție subțire, naturală, de oxid de aluminiu pe suprafața sa.Prin anodizare, rezistența sa la coroziune poate deveni și mai puternică.

De exemplu, în mediile exterioare, anodizarea poate fi efectuată la 25 de microni, ceea ce sporește atât rezistența la coroziune, cât și finisarea suprafeței.In plus, aluminiul nu necesita intretinere si poate fi folosit fara teama de coroziune in majoritatea cazurilor.

2) Ușoare și puterniceAluminiul este cu peste 33% mai ușor decât oțelul, păstrând în același timp cea mai mare parte a rezistenței sale.Intervalul de rezistență la rupere a majorității aliajelor de aluminiu este de aproximativ 70-700 MPa, în timp ce densitatea este cu două treimi mai mică decât cea a oțelului.

Inginerii de proiectare a produselor nu trebuie să-și facă griji cu privire la rezistența pieselor extrudate din aluminiu și pot fi utilizate ca piese structurale în industria construcțiilor, precum și în industria auto,făcându-le cea mai bună alternativă la alte materiale metalice.Aliajele de aluminiu sunt utilizate în mod semnificativ în industria auto pentru greutate redusă și reducerea energiei.

Extrudare de aluminiu în caroseria Audi A8 (extrudare de aluminiu în albastru)

3) Conductivitate termică bunăAluminiul are o conductivitate termică extrem de asemănătoare cu cuprul, dar este mult mai ușor.Aluminiul este un conductor termic excelent, iar designul conturat al extrudarii aluminiului maximizează suprafața pentru conductivitate termică și formarea de canale termice.Un exemplu tipic este un cooler CPU pentru computer, unde aluminiul este folosit pentru a transporta căldura departe de procesor.

Conductor termic din aluminiu

4) Aspect eleganteAluminiul extrudat poate fi vopsit, placat, lustruit și anodizat, ceea ce oferă inginerilor o gamă mai largă de opțiuni de aspect decât alte materiale.

Piese de extrudare din aluminiu colorate

5) Gamă largă de aplicațiiPractic, orice formă de secțiune poate fi formată prin extrudarea aluminiului, astfel încât aplicarea extrudarii aluminiului este foarte largă, inginerii pot proiecta diferite secțiuni pentru a satisface cerințele diferitelor medii de aplicare.

Gamă largă de aplicații ale extrudarii aluminiului

6) Procesare secundară ușoarăExtrudarile din aluminiu pot fi ușor formate, tăiate, găurite, prelucrate, ștanțate, îndoite și sudate pentru a se potrivi unor scopuri specifice.

7） Timp de ciclu scurt și cost redus pentru prelucrarea matrițelor Extrudarea aluminiului are o matriță simplă, un ciclu scurt de procesare și un cost redus.

8) Absorbția impactului și a deformăriiÎn construcții, extrudarile din aluminiu pot rezista la deformări cauzate de vreme și de mișcarea clădirii.În instrumentele de transport, energia de impact poate fi absorbită.Extrudarile din aluminiu mențin rezistența și flexibilitatea sub sarcină și se retrag în urma impactului.

Extrudarea aluminiului este folosită în automobile pentru a absorbi energia de impact

9)Protectia mediuluiAluminiul este un material prietenos cu mediul și poate fi reciclat cu ușurință.

3 Aplicarea procesului de extrudare a aluminiului

Aluminiul este metalul viitorului;nu este doar ecologic, ușor, rezistent la coroziune și puternic, dar conduce bine căldura și electricitatea.Utilizarea extrudărilor de aluminiu în Statele Unite a crescut pentru al șaselea an consecutiv și acum reprezintă aproape un sfert (22%) din piața totală a aluminiului din America de Nord.

În timp ce industria construcțiilor continuă să domine utilizarea extrudarilor de aluminiu, utilizarea în industrie s-a extins pe măsură ce mai mulți ingineri și designeri învață despre posibilitățile de proiectare aproape nelimitate atunci când folosesc extrudații din aluminiu.Iată cele șapte industrii în care aluminiul ocupă centrul atenției:

1) Industria aviatică și aerospațială  Aluminiul a fost o parte importantă a pieței aerospațiale de la început – modelele originale ale fraților Wright au folosit piese din aluminiu în motoarele lor pentru a reduce greutatea.Astăzi, aluminiul reprezintă 75-80% din aeronavele moderne și este adesea ales pentru structuri și motoare datorită greutății sale ușoare, dar durabile.Aluminiul este, de asemenea, una dintre componentele principale ale multor nave spațiale.

2) Industria transporturilorÎn industria transporturilor, unde rezistența specifică este critică, extrudarile din aluminiu sunt ideale pentru blocurile de motoare, carcase de transmisie, panouri, grinzi longitudinale și șasiu de acoperiș și caroserii și componente ale vehiculelor pentru automobile, nave, camioane, căi ferate și vehicule de metrou.

Industria transporturilor este al doilea cel mai mare utilizator de extrudare de aluminiu și este în creștere.De la Ford la Audi la Mercedes-Benz, inginerii și designerii auto au căutat modalități de a înlocui componentele din oțel cu aluminiu pentru a îmbunătăți eficiența consumului de combustibil și performanța.Vehiculele electrice folosesc, de asemenea, pe scară largă aluminiul.

3) Industria construcțiilorSpre deosebire de oțel, aluminiul poate fi extrudat în modele complexe și fabricat pentru a îndeplini specificațiile stricte ale produselor de construcție, contribuind la utilizarea sa în multe produse de construcții rezidențiale și comerciale.De la ferestre, uși, atrii și luminatoare, până la rampe, balcoane și diverse modele de acoperiș, arhitecții apelează la aluminiu pentru a construi clădiri ecologice, sustenabile, care vor rezista testului timpului.

4) Industria de consum De când extrudarile de aluminiu au fost introduse pentru prima dată în mașinile de spălat și uscătoare, a revoluționat piața electrocasnicelor, făcând sistemele de aer condiționat și frigiderele mai eficiente din punct de vedere energetic ca niciodată.Astăzi, multe dintre articolele noastre de zi cu zi, inclusiv echipamentele și mobilierul de fitness și exerciții fizice, sunt fabricate din extrudate de aluminiu.

5) Industria electronică Extrudările din aluminiu sunt folosite în multe dispozitive electrice și electronice.Având în vedere conductivitatea lor electrică și termică unică, extrudarile personalizate din aluminiu sunt adesea folosite pentru carcasele motoarelor, radiatoarele cu disipare ridicată a căldurii și cadrele interne.În unele cazuri, carcasele pentru produse complete sunt proiectate din aluminiu, care poate fi găsit pe multe laptop-uri, iPhone-uri și iPad-uri Apple și televizoare de înaltă definiție.

6) Industria de iluminat Datorită conductivității termice a aluminiului, inginerii sunt capabili să proiecteze corpuri de iluminat complete cu diode emițătoare de lumină extrudate care pot transfera și disipa căldura pentru o eficiență termică optimă.În plus, matrițele de extrudare sunt relativ ieftine, iar extrudarile de aluminiu sunt ușor de tăiat, modelat, îndoit, procesat și anodizat sau vopsit, făcându-le ideale pentru iluminare eficientă.Potrivit analizei AEC Aluminium Extrusion Council, „potențialul de creștere al extrudărilor de aluminiu pentru lămpi/carcase cu diode emitatoare de lumină în toate segmentele de piață este practic nelimitat ……”

7) Industria energiei solare.Când vine vorba de energia solară, instalarea și montarea corectă a panourilor solare este esențială pentru calitate și performanță.Ca o alternativă rentabilă la oțel, extrudarile din aluminiu oferă rezistența necesară pentru a rezista elementelor naturale (cum ar fi zăpada și vântul) fără a adăuga greutate, făcându-le ideale pentru panouri montate pe acoperiș și sisteme fotovoltaice integrate în clădiri (BIPV).

Prolean oferă o gamă largă de materiale pentru extrudarea aluminiului, inclusiv metale și materiale plastice.Vă rugăm să vedețilista de mostre de materialefolosim.Dacă aveți nevoie de un material care nu este listat aici, vă rugămcontactaţi-nedeoarece probabil îl vom putea obține pentru dvs.