Пояснення про екструзію алюмінію, інструменти, характеристики процесу та застосування

Пояснення про екструзію алюмінію, інструменти, характеристики процесу та застосування

Час на читання: 8 хв

У нашому минулому блозі(Пояснення екструзії алюмінію, плюси та мінуси)ми коротко розглянули основи екструзії алюмінію, методи екструзії, вибір матеріалу, а також переваги та недоліки екструзії алюмінію.Для більшості інженерів лиття під тиском і штампування є найпоширенішими процесами, і мало що відомо про алюміній або екструзію алюмінію.Але ми бачимо тенденцію до того, що алюміній або екструзія алюмінію все частіше використовується в різних галузях промисловості, і використання екструзії алюмінію може зіграти несподівану роль у зниженні витрат і ваги.

Тільки тоді, коли ми повністю розуміємопроцес, інструменти, характеристики та застосування екструзії алюмініюта інші відповідні знання, ми можемо розробляти алюмінієві екструзії, щоб забезпечити високу якість і низьку вартість алюмінієвих екструзій, що є найважливішим моментом для якісного DFM.

Щоб надати вам більш повне розуміння екструзії алюмінію.

У цій главі процес екструзії алюмінію буде розглянуто з трьох аспектів:інструмент для екструзії алюмінію, характеристики процесу та сценарії застосування.

1 Алюмінієві прес-форми

Хоча інженери-конструктори не розробляють алюмінієві екструзійні фільєри, розуміння основної структури екструзійної головки та механізму формування різних профілів екструзії може допомогти зменшити витрати на фільєру та підвищити продуктивність екструзії завдяки оптимізованому дизайну під час проектування екструзій.

1) Що таке алюмінієві екструзійні матриці

Екструзійні матриці - це, по суті, товсті круглі сталеві диски, що містять один або більше отворів для формування потрібного профілю.Зазвичай вони виготовлені зі сталі H-13 і проходять термічну обробку, щоб витримати тиск і тепло гарячого алюмінію, який проходить через матрицю.

Алюмінієві прес-форми

Незважаючи на те, що алюміній виглядає дуже м’яким металом, потрібен великий тиск, щоб проштовхнути твердий алюмінієвий злиток (заготовку) через тонку пористу алюмінієву екструзійну матрицю для формування потрібної форми.

2）Типи екструзійних матриць

Відповідно до форми поперечного перерізу алюмінієві екструзії відповідні матриці поділяються на три категорії:суцільні штампи, напівпорожнисті штампи та порожнисті штампи.Серед них порожниста матриця має найскладнішу структуру, легко зношується та ламається, а також найвищу вартість.

Суцільна алюмінієва екструзійна матриця 

Порожниста алюмінієва екструзійна матриця

Напівпорожниста алюмінієва екструзійна матриця

3）Життя екструзії

Накопичення тепла та нерівномірний тиск (наприклад, тонкі стінки, неоднакова товщина стінок і виступаючі деталі), що є результатом екструзії алюмінію, є найбільшими вбивцями терміну служби екструзійної матриці.

Нагрівання та нерівномірний тиск можна контролювати за допомогою правильної конструкції матриці, а швидкість екструзії можна зменшити, щоб продовжити термін служби матриці, але з часом матриці необхідно замінити.

Перш ніж проектувати алюмінієву екструзію, інженер-конструктор продукту повинен зрозуміти, які особливості конструкції найбільш суттєво вплинуть на вартість інструменту.Зміна конструкції поперечного перерізу алюмінієвої екструзії, встановлення відповідних допусків і вибір правильного матеріалу алюмінієвого сплаву може заощадити витрати на обробку алюмінієвої екструзійної головки відповідно до вимог.

2 Переваги процесу екструзії алюмінію

1) Тривала довговічність Стійкість алюмінію до корозії, корозії та атмосферних впливів є однією з його найважливіших переваг.Алюміній природно іржавіє та протистоїть корозії без додаткової обробки.Це пов’язано з наявністю на його поверхні тонкої природної захисної плівки з оксиду алюмінію.Завдяки анодуванню його стійкість до корозії може стати ще більшою.

Наприклад, у зовнішньому середовищі анодування може бути виконано на рівні 25 мікрон, що покращує стійкість до корозії та якість поверхні.Крім того, алюміній не потребує обслуговування і в більшості випадків може використовуватися, не побоюючись корозії.

2) Легкий і міцнийАлюміній більш ніж на 33% легший за сталь, але зберігає більшу частину своєї міцності.Діапазон міцності на розрив більшості алюмінієвих сплавів становить близько 70-700 МПа, а щільність на дві третини менше, ніж у сталі.

Інженерам-конструкторам не потрібно турбуватися про міцність екструдованих алюмінієвих деталей, і вони можуть використовуватися як конструктивні деталі в будівельній промисловості, а також в автомобільній промисловості,що робить їх найкращою альтернативою іншим металевим матеріалам.Алюмінієві сплави широко використовуються в автомобільній промисловості для зменшення ваги та зменшення енергії.

Алюмінієвий штамп в кузов Audi A8 (алюмінієвий штамп синього кольору)

3) Хороша теплопровідністьАлюміній має надзвичайно подібну теплопровідність до міді, але набагато легший за вагою.Алюміній є чудовим теплопровідником, а контурна конструкція екструзії алюмінію максимізує площу поверхні для теплопровідності та формування теплових каналів.Типовим прикладом є кулер процесора комп’ютера, де для відведення тепла від процесора використовується алюміній.

Алюмінієвий теплопровідник

4) Стильний зовнішній виглядeЕкструдований алюміній можна фарбувати, покривати, полірувати та анодувати, що дає інженерам ширший діапазон варіантів зовнішнього вигляду, ніж інші матеріали.

Кольорові алюмінієві деталі екструзії

5) Широкий спектр застосуванняВ основному будь-яка форма профілю може бути сформована екструзією алюмінію, тому застосування екструзії алюмінію дуже широке, інженери можуть проектувати різні секції відповідно до вимог різних середовищ застосування.

Широкий спектр застосування екструзії алюмінію

6) Легка вторинна обробкаАлюмінієві профілі можна легко формувати, різати, свердлити, обробляти, штампувати, згинати та зварювати відповідно до конкретних цілей.

7） Короткий час циклу та низька вартість обробки штампу Екструзія алюмінію має просту матрицю, короткий цикл обробки та низьку вартість.

8) Поглинання ударів і деформаціїУ будівництві алюмінієві профілі можуть протистояти деформації, викликаній погодними умовами та рухом будівлі.У транспортних засобах енергія удару може поглинатися.Алюмінієві профілі зберігають міцність і гнучкість під навантаженням і пружні від удару.

Екструзія алюмінію використовується в автомобілях для поглинання енергії удару

9)Охорона навколишнього середовищаАлюміній є екологічно чистим матеріалом і його можна легко переробити.

3 Застосування процесу екструзії алюмінію

Алюміній – це метал майбутнього;він не тільки екологічно чистий, легкий, природно стійкий до корозії та міцний, але також добре проводить тепло та електрику.Використання екструзії алюмінію в Сполучених Штатах зростає шостий рік поспіль і тепер становить майже чверть (22%) загального північноамериканського ринку алюмінію.

У той час як будівельна промисловість продовжує домінувати у використанні алюмінієвих екструзій, галузь використання розширилася, оскільки все більше інженерів і дизайнерів дізнаються про майже безмежні дизайнерські можливості при використанні алюмінієвих екструзій.Ось сім галузей промисловості, де алюміній займає центральне місце:

1) Авіаційна та аерокосмічна промисловість  Алюміній був важливою частиною аерокосмічного ринку з самого початку – оригінальні моделі братів Райт використовували алюмінієві деталі в двигунах для зменшення ваги.Сьогодні алюміній становить 75-80% сучасних літаків, і його часто вибирають для конструкцій і двигунів через його невелику вагу, але довговічність.Алюміній також є одним з основних компонентів багатьох космічних апаратів.

2) Транспортна промисловістьУ транспортній галузі, де питома міцність має вирішальне значення, алюмінієві профілі ідеально підходять для блоків двигунів, коробок передач, панелей, поздовжніх балок даху та шасі, а також кузовів і компонентів для автомобілів, кораблів, вантажівок, залізниць і транспортних засобів метро.

Транспортна галузь є другим за величиною споживачем екструзії алюмінію, і вона зростає.Від Ford до Audi і Mercedes-Benz, автомобільні інженери та дизайнери шукали шляхи заміни сталевих компонентів алюмінієвими для покращення паливної ефективності та продуктивності.Електромобілі також активно використовують алюміній.

3) Будівельна галузьНа відміну від сталі, алюміній можна екструдувати у складні конструкції та виготовляти відповідно до суворих специфікацій будівельних виробів, що сприяє його використанню в багатьох житлових і комерційних будівельних виробах.Від вікон, дверей, атріумів і мансардних вікон до пандусів, балконів і різноманітних конструкцій дахів, архітектори звертаються до алюмінію, щоб будувати екологічні, стійкі будівлі, які витримають випробування часом.

4) Споживча промисловість З тих пір, як алюмінієві екструзії вперше були представлені в пральних машинах і сушарках, вони зробили революцію на ринку побутової техніки, зробивши системи кондиціонування повітря та холодильники більш енергоефективними, ніж будь-коли раніше.Сьогодні багато наших повсякденних предметів, у тому числі обладнання для фітнесу та тренувань, а також меблі, виготовляються з алюмінієвих виробів.

5) Електронна промисловість Алюмінієві профілі використовуються в багатьох електричних та електронних пристроях.Враховуючи їх унікальну електро- та теплопровідність, нестандартні алюмінієві профилі часто використовуються для корпусів двигунів, радіаторів із високим розсіюванням тепла та внутрішніх рам.У деяких випадках цілі корпуси виробу виготовлені з алюмінію, який можна знайти на багатьох ноутбуках, Apple iPhone та iPad, а також телевізорах високої чіткості.

6) Світлотехнічна промисловість Завдяки теплопровідності алюмінію інженери можуть розробити повні екструдовані світлодіодні світильники, які можуть передавати та розсіювати тепло для оптимальної теплової ефективності.Крім того, екструзійні матриці відносно недорогі, а алюмінієві екструзії легко різати, формувати, згинати, обробляти та анодувати або фарбувати, що робить їх ідеальними для ефективного освітлення.Згідно з аналізом Ради з екструзії алюмінію AEC, «потенціал зростання алюмінієвих екструзій для світлодіодних ламп/корпусів у всіх сегментах ринку практично необмежений……»

7) Сонячна енергетика.Що стосується сонячної енергії, правильне встановлення та монтаж сонячних панелей має вирішальне значення для якості та продуктивності.Будучи економічно ефективною альтернативою сталі, алюмінієві профілі забезпечують міцність, необхідну для протистояння природним стихіям (таким як сніг і вітер), не додаючи ваги, що робить їх ідеальними для монтажних на даху панелей і інтегрованих у будівлі фотоелектричних (BIPV) систем.

Prolean пропонує широкий асортимент матеріалів для екструзії алюмінію, включаючи метали та пластики.Будь ласка, перегляньтезразок списку матеріалівми використовуємо.Якщо вам потрібен матеріал, якого тут немає, будь ласказв'яжіться з намитому що ми, ймовірно, зможемо отримати його для вас.