L'extrusion de l'aluminium est l'action de forcer un alliage d'aluminium dans une filière avec un profil de section transversale prédéterminé. L'extrusion d'un tube de dentifrice est également similaire. Un vérin électrique force l'aluminium à entrer dans la filière et le matériau sort par l'ouverture. Au fur et à mesure qu'il sort, il prend la forme de la filière et est poussé le long d'une table de sortie. L'idée est simple à son meilleur niveau. La force exercée est similaire à celle de vos doigts sur un tube de dentifrice. Lorsqu'elle est pressée à rouge, la pâte suinte dans la forme de l'ouverture du tube. Dans cette analogie, l'ouverture du tube est utilisée à la place de la filière d'extrusion. Le dentifrice a la forme d'un fil circulaire opaque car l'ouverture est un cercle.

Les profilés extrudés les plus courants sont les angles, les canaux et les tubes ronds.

Les dessins utilisés pour concevoir les matrices sont présentés ci-dessus et les rendus des profilés en aluminium réalisés sont présentés ci-dessous.

Qu'est-ce que l'extrusion d'aluminium ?

L'extrusion d'un alliage d'aluminium consiste à forcer l'alliage d'aluminium à passer à travers une filière dont la section transversale présente un profil défini. On peut comparer cette opération à l'extraction de dentifrice d'un tube : le coulisseau exerce une pression sur l'aluminium, le forçant à s'écouler à travers la filière, et le matériau sort dans la forme spécifique de la filière. Lorsqu'il est extrudé, le profilé est entraîné sur une table d'extrusion. Le principe de base du processus est simple : il s'agit de presser de la pâte dentifrice à travers un trou circulaire, ce qui crée un fil long et solide.

Formes extrudées courantes

• Solide : pas d'espaces vides internes (p. ex. barres, poutres, angles)
• Creux : Un vide fermé (par exemple par un tube de forme carrée ou rectangulaire).
• Semi-creux : Les vides qui sont partiellement fermés (par exemple, les canaux C avec de petites lacunes).

Applications L'extrusion est largement utilisée dans les domaines de l'architecture, de l'automobile, de l'aérospatiale, de l'électronique et de l'énergie. Bien que les formes simples (angles, canaux) soient typiques, des conceptions très compliquées sont également possibles grâce à ce procédé. Un exemple est l'utilisation de systèmes architecturaux qui comportent plusieurs extrusions imbriquées et qui utilisent parfois des ruptures thermiques comme isolant.

Le processus d'extrusion de l'aluminium en 10 étapes

Étape #1 : Préparation de la filière d'extrusion et déplacement vers la presse d'extrusion

La filière est fabriquée en acier H13 sous la forme d'une filière ronde, ou récupérée si elle est déjà présente. La filière est traitée thermiquement à 450-500 degrés avant d'être utilisée afin de prolonger sa durée de vie et d'assurer un écoulement uniforme du métal pendant l'extrusion. Après avoir été bien préchauffée, la filière est insérée dans la presse à extrusion et est prête à fonctionner.

Étape #2 : Préchauffage d'un bloc d'aluminium avant l'extrusion par chauffage

La deuxième phase de l'extrusion est la préparation de la matière première appelée billette. Une billette est simplement un alliage cylindrique solide d'aluminium qui a été coupé d'une plus grande bille d'aluminium. Les billettes sont utilisées comme matériau de départ pour la production des profils extrudés souhaités. La billette doit être correctement préchauffée dans un four industriel spécial avant l'extrusion. La température caractéristique de cette étape est de 400 à 500 degrés Celsius. Ce chauffage contrôlé est essentiel car il fait fondre l'aluminium suffisamment pour qu'il soit malléable et puisse s'écouler facilement à travers la filière sous pression. La billette n'est pas fondue à ce stade, mais elle est amenée à un état qui lui permet de se déformer plastiquement sans se fissurer ou se briser.

Étape #3 : Les presses d'extrusion transfèrent la pièce brute

Une fois préchauffée, la billette d'aluminium est transférée à l'aide d'une force mécanique vers la presse à extrusion. Un lubrifiant ou un agent de démoulage est appliqué sur la surface de la billette avant le processus de pressage afin de réduire les frottements. L'agent est également appliqué sur le vérin hydraulique, ce qui garantit la facilité de mouvement et l'absence d'adhérence entre la billette et le vérin. Ceci est nécessaire pour assurer l'efficacité de l'extrusion ainsi que l'intégrité du matériau et de l'équipement.

Étape #4 : Le vérin déplace le matériau de la filière vers le conteneur

Pour ce faire, la billette d'aluminium ramollie est introduite dans la presse à extrusion jusqu'à ce stade. Celle-ci est alors propulsée par un puissant vérin hydraulique qui exerce une forte pression pouvant aller jusqu'à 15 000 tonnes. Sous l'effet de cette force, la billette est progressivement poussée vers le conteneur de la presse. La pression s'accumule et l'aluminium est poussé vers l'extérieur et remplit complètement les parois du conteneur. Le matériau est ainsi compacté uniformément et prêt pour le processus suivant d'extrusion à l'aide de la filière.

Étape #5 : Le matériau de la filière est extrudé

Lorsque l'alliage d'aluminium rayonne dans le réservoir de la presse, il est pressé contre la filière d'extrusion. La pression hydraulique ininterrompue fournit au matériau la seule voie d'accès à travers l'ouverture de la filière. L'aluminium prend alors la forme de la filière dans son intégralité et devient un profilé entièrement défini qui sera refroidi et traité ultérieurement.

Étape #6 : Les extrusions sortantes sont placées sur la table de sortie et collées.

Une fois que le profilé d'aluminium est sorti de la filière, il est soulevé par un extracteur qui l'amène délibérément autour de la table de sortie. L'extracteur se déplace à un rythme constant par rapport à la vitesse d'extrusion, de sorte que le mouvement est régulier et sans distorsion. Le profilé est laissé à refroidir sur la table, c'est la trempe, réalisée soit par un bain d'eau, soit par des ventilateurs montés au-dessus, ce qui permet d'équilibrer ses propriétés et sa structure.

Étape #7 : Les extrusions sont cisaillées à la longueur de la table

Lorsqu'une extrusion est suffisamment grande pour couvrir une table entière, elle est coupée à l'aide d'une scie à chaud. C'est la séparation qui permet de rendre gérable le profilé qui sera manipulé ultérieurement. Pendant l'extrusion, la chaleur est très importante. Le profilé, même s'il est déjà éteint une fois la presse enlevée, a beaucoup de chaleur et n'est pas encore très froid. Cette étape est propice à la préparation du cisaillement de l'extrusion, suivie du refroidissement et de l'alignement.

Étape #8 : Les extrusions sont amenées à température ambiante

Lorsque l'extrusion est sortie de la table de défilement, les extrusions sont ensuite déplacées mécaniquement vers une table de refroidissement jusqu'à la longueur de la table. Dans ce cas, les profilés en aluminium sont laissés à refroidir jusqu'à ce qu'ils atteignent lentement la température ambiante. Le refroidissement est une étape importante dans la stabilisation du matériau. Lorsque les profilés sont suffisamment refroidis, ils passent à l'étape suivante, à savoir l'étirement pour les aligner correctement.

Étape #9 : Les extrusions sont amenées à l'étireuse et sont alignées.

Les profilés extrudés subissent généralement de légères torsions ou déformations lors de leur refroidissement, qui doivent être corrigées. Les profilés sont placés sur une étireuse afin de retrouver leur forme correcte. Dans ce cas, les deux extrémités de chaque extrusion sont fermement serrées et l'extrusion est tirée mécaniquement avec une force régulée. Ce processus d'allongement permet d'éliminer toutes les imperfections et de redresser l'aluminium, ce qui le rend conforme aux exigences dimensionnelles exactes, c'est-à-dire complètement droit et prêt à subir les étapes finales de coupe et de finition.

Étape #10 : Les extrusions sont amenées à la scie de finition et coupées à la longueur requise

Dès que les extrusions de la longueur de la table sont redressées et correctement trempées, elles sont déplacées vers la table de la scie de finition. Dans ce cas, les profilés sont d'une longueur prédéterminée, généralement comprise entre 8 et 21 pieds. À ce stade, l'extrusion des propriétés T4 est prise en charge. Après le sciage, ils peuvent être placés dans des fours de vieillissement afin d'obtenir les températures plus fortes T5 ou T6.

Avantages de l'extrusion d'aluminium

Avantages de l'extrusion d'aluminium

 Léger et solide

L'aluminium présente un rapport résistance/poids exceptionnel, d'où son utilisation dans les composants aéronautiques, les cadres structurels, etc.

Résistance à la corrosion

L'aluminium est insensible à la corrosion, contrairement à l'acier qui a sa couche d'oxyde, et il est donc idéal pour une utilisation extérieure.

Flexibilité de la conception

Extrusion Il peut être façonné indéfiniment par l'utilisation de barres de base jusqu'aux réseaux complexes de creux et de canaux.

Rapport coût-efficacité

Le processus réduit les pertes et permet une production de masse, ce qui maintient le coût des matériaux et de l'usinage à un niveau peu élevé.

Utilisations de l'extrusion d'aluminium.

Vous serez peut-être surpris de constater que de très nombreuses industries dépendent des extrusions.

La construction

Utilisation de l'extrusion d'aluminium dans la construction

L'extrusion d'aluminium est devenue un élément important de la construction moderne, car elle est solide, durable et permet une certaine flexibilité dans sa conception. L'aluminium est couramment utilisé dans la production de cadres de fenêtres qui sont à la fois légers et durables pour supporter le poids, de portes à la finition lisse et de murs-rideaux qui sont conçus pour renforcer la beauté du bâtiment et même maintenir sa stabilité. L'aluminium est également extrudé pour créer des garde-corps à la fois sûrs et attrayants, ainsi que des toitures qui protègent de la pluie et assurent la durabilité des performances. Avec ces applications, on peut voir la polyvalence de l'aluminium, et donc la nécessité d'utiliser ce composant de l'architecture et de la conception des structures.

Automobile

Utilisation de l'extrusion d'aluminium dans l'industrie automobile

La plupart des applications de l'industrie automobile intègrent la extrusion d'aluminium car il s'agit d'un matériau solide, léger et capable d'offrir de bonnes performances thermiques. L'un d'entre eux est le bac de batterie pour véhicules électriques, qui doit être durable et résistant à la corrosion, et rendre les véhicules efficaces et sûrs à la fois. Les composants structurels sont également fabriqués en aluminium extrudé, qui n'est pas rigide et ne contribue pas à l'augmentation du poids. Dans les échangeurs de chaleur, l'aluminium est un bon conducteur thermique qui facilite le refroidissement et améliore l'efficacité énergétique et les performances de l'ensemble du véhicule.  

Électronique  

L'extrusion d'aluminium est largement utilisée dans la production de composants qui nécessitent une combinaison de résistance, de précision et d'efficacité thermique. Les dissipateurs thermiques, par exemple, sont dotés d'ailettes extrudées qui contribuent à la rétention de la chaleur afin de minimiser les dommages causés aux machines sensibles. L'extrusion sert un double objectif : créer un design léger, protégeant ainsi l'équipement de manière efficace, et une enveloppe résistante pour se défendre contre les dommages mécaniques.

Aérospatiale

La capacité de extrusion d'aluminium est important dans l'ingénierie aérospatiale en raison de son rapport résistance-poids et de sa polyvalence. Il trouve également un large éventail d'applications dans les cadres d'avions et offre des structures légères et durables qui améliorent l'efficacité de la consommation de carburant. Les composants intérieurs sont également produits en aluminium extrudé, notamment les supports de sièges et les structures de cabine, et assurent la sécurité tout en réduisant le poids. Nous disposons également de poutres de soutien composées d'extrusions, qui apportent rigidité et stabilité afin d'aider les avions à supporter les contraintes les plus élevées au cours de leurs opérations et de garantir que leurs performances globales et leur stabilité restent intactes.

Produits de consommation

Utilisation de l'extrusion d'aluminium dans le secteur de la consommation

La légèreté et la polyvalence de l'aluminium en ont fait une application idéale pour les produits de consommation. Il permet également de fabriquer des cadres de meubles durables, de renforcer les équipements sportifs tels que les vélos et les raquettes et d'équiper les appareils de fitness avec des composants de précision. L'aluminium extrudé a également été utilisé dans la technologie que nous utilisons quotidiennement, comme les ordinateurs portables, où il offre des boîtiers élégants qui offrent non seulement la durabilité, mais aussi la fonctionnalité et un bon design.

Choisir le bon alliage pour l'extrusion d'aluminium

Il n'y a pas d'unité de substance pour tous les alliages d'aluminium.

Extrusions de la série 6000

Extrusions de la série 6000

Les plus courants sont les 6061 et 6063. Ils sont un amalgame de résistance, de protection contre la corrosion et d'extrudabilité.

Résistance et formabilité

Les alliages plus résistants sont plus difficiles à extruder et les alliages plus souples sont plus faciles à mettre en forme. En effet, le bon choix dépend des exigences de votre projet.

Dernières réflexions sur l'extrusion d'aluminium

L'extrusion est une méthode de fabrication de l'aluminium très polyvalente, peu coûteuse et respectueuse de l'environnement. Elle prend des billettes brutes et les transforme en billettes de haute performance utilisées dans les industries modernes. Vous avez besoin d'un équilibre entre flexibilité et résistance dans ce que vous concevez ; qu'il s'agisse d'un composant structurel ou d'un composant électronique miniature, l'extrusion offre une combinaison idéale des deux.

FAQ

Quel est le type d'extrusion d'aluminium le plus utilisé ?

Il pèse moins lourd, est durable, flexible et sa fabrication est plus économique que l'usinage ou le moulage.

Quelle est la résistance des extrusions d'aluminium ?

L'alliage et le traitement thermique déterminent la résistance, mais l'aluminium extrudé peut toujours être extrêmement résistant tout en étant léger.

Sous quelles formes l'extrusion d'aluminium est-elle fournie ?

Pratiquement toutes les formes - pleines, creuses, canaux, angles, formes en T et profilés partiels - sont possibles.

Pouvoir recycler l'extrusion d'aluminium ?

Oui ! L'extrusion est respectueuse de l'environnement et 100 % recyclable, car l'aluminium ne perd pas sa qualité lors du recyclage.

Quelles sont les principales industries d'extrusion de l'aluminium ?

Construction, automobile, aérospatiale, transport et électronique.