アルミニウムは丈夫で軽い素材である。自動車や清涼飲料水の缶など、多くのものがアルミニウムで作られている。アルミニウム押出成形と呼ばれる工程は、この金属をさまざまな形に成形します。この文章では、アルミニウム押出成形について、その用途と利点について説明する。さらに、この工程における難点についても考察する。
2.アルミニウム押出成形とは？
について アルミニウム押出工程 も同様である！アルミニウムの大部分を加熱して柔らかくし、金型と呼ばれる特殊な形状にします。溶液の中で、アルミニウムのブロックを窓や車の部品のような希望の形に成形します。
For more than 200 years, humans have been molding metal in this manner. There are many other options to shape it, hitting for forging, flattering for rolling. However, extrusion permits the creation of highly complex shapes while enhancing the strength of aluminum. Plus, it’s often cheaper than other ways of shaping metal!
3.押出工程の詳細
3.1 アルミニウムビレットの準備
First, we require our aluminum! We acquire these large chunks of aluminum which are termed as “billets.” They can be compared to huge metal crayons. The billets we create are from various kinds of aluminum, selected based on the final product’s requirements. Some must be extremely strong for construction purposes like bridges, while others should have flexibility to form items such as soda cans.
このビレットを特定のオーブンに入れ、加熱する。ピザ窯の温度に近い高温にする必要があるが、溶け始めるほど熱くはならない。この工程によって、アルミニウムは柔らかく、柔軟な、遊び生地のようなものになる。
3.2 押出ダイス設計
The thrilling part is to compose all items with a strong steel. They carry a variety of shapes carved into them, such as a star or square and even intricate patterns. We must be cautious in crafting these dies to ensure the aluminum emerges as desired. There are several kinds of dies, such as flat ones and those featuring unique holes known as “portholes.” We choose the most suitable one for our task.
3.3 押出プレス
Afterward, we place the heated billet and the die inside a big machine known as an extrusion press. This is very similar to an exceptionally powerful garlic press! It employs significant force to drive the aluminum through the die. Think about applying a lot of pressure to toothpaste – somewhat similar. The aluminum emerges from the die in elongated form, resembling the aperture in the die itself. Sometimes we force out this aluminum through this hole and other moments see us drawing it out instead.
3.4 押出し後の冷却と切断
アルミニウムは製造されるとき、温かいままです。そのため、空気や水を使って冷やし、再び固めるのです。形が少し不規則に見えることもありますが、その場合は機械を使って伸ばし、完璧な直線に仕上げます。
最後に、パンをスライスするように、この長いアルミの形を細かく刻む。
4.アルミニウム押出材の種類
4.1 直接押出と間接押出の比較
You recall the big machine we use to press aluminum, right? Two methods exist for this. We refer to the initial method as “direct extrusion.” It is similar to pressing a tube of toothpaste—the aluminum is pushed from behind, and it emerges at the front. The other method bears the name “indirect extrusion.” In this case, we keep the aluminum stagnant and drive forward with the die just as one would press a cookie cutter into dough.
どちらの方法も優れているが、利用目的はさまざまだ。直接押し出しは、より速く、簡単であるため、私たちは広く採用しています。間接押し出しはやや時間がかかりますが、非常に洗練された形状になります。そのため、私たちは洗練された外観を必要とするアイテムに適用しています。
4.2 冷間押出と熱間押出
We can also make aluminum by “cold” or “hot” extrusion process. Cold extrusion is similar to molding playdough that has been refrigerated – it’s a bit tough. Hot extrusion, on the contrary, is akin to shaping warm playdough – which becomes much simpler.
私たちは、航空機に搭載されるような堅牢性の高い部品の製造に冷間押出を利用しています。熱間押出成形は、窓枠のような曲げや成形の連続動作が必要な物体の製造に優れています。
5.押出し合金
Do you recall when I mentioned that we employ various sorts of aluminum? We refer to these as “alloys.” It’s similar to combining diverse ingredients for baking a cake! Some popular alloys are 6061, 6063, and 7075. Each one has special powers.
| 合金 | シリーズ | 引張強さ（ksi） | 降伏強さ（ksi） | 伸び (%) | 耐食性 | 加工性 | 溶接性 |
| 1100 | 1000 | 13 | 5 | 35 | 素晴らしい | 素晴らしい | グッド |
| 3003 | 3000 | 16 | 6 | 25 | 素晴らしい | グッド | グッド |
| 6061 | 6000 | 45 | 40 | 10 | 非常に良い | グッド | グッド |
| 6063 | 6000 | 35 | 31 | 12 | 非常に良い | 素晴らしい | グッド |
| 6005 | 6000 | 40 | 35 | 12 | 非常に良い | グッド | グッド |
| 6082 | 6000 | 46 | 35 | 10 | 非常に良い | グッド | グッド |
| 7075 | 7000 | 83 | 73 | 11 | グッド | フェア | フェア |
6061 is very useful – it has strength and does not get corrosion easily. 6063 can be bent and formed without difficulty, hence we apply it for making elements such as door knobs. As for 7075, its extraordinary sturdiness makes it perfect to construct components like parts of an airplane. We choose the right alloy depending on what we’re making.
6.アルミニウム押出材の用途
6.1 建設と建築
Aluminum extrusions are found all over in buildings. They help to construct robust frames for homes and high-rises. Furthermore, they serve for crafting window frames, handrails and even the lustrous panels one sees on a building’s facade.
6.2 自動車・運輸
Automobiles also contain a significant amount of aluminum extrusions. These are applied in the creation of various car frame components due to the lightness and strength of aluminum. Consequently, this leads to enhanced speed for vehicles while decreasing fuel consumption at the same time. We also utilize them to create those objects that maintain the engine’s coolness, known as “heat sinks.”
6.3 航空宇宙・防衛
飛行機やロケットには強度と軽さが要求されるため、かなりの量のアルミニウム押出材が使用される。これらの部品は、空高く舞い上がる際の高い圧力に耐えなければならない。
6.4 消費財
アルミニウム押出材は、家庭でも見かけることができる。家具や窓のブラインドはもちろん、テレビやパソコンの部品にも使われています。アルミニウムは、強度、軽量性、魅力的な外観の点で優れています。
7.アルミニウム押出成形の利点
7.1 軽量と強度
アルミニウムは大きな強度を持ちながら、驚くほど軽い。岩は強いが重く、羽は軽いにもかかわらず空中を舞うことができる。アルミニウムは強さと軽さの両方を兼ね備えているため、さまざまなことに最適なのだ。
7.2 設計の柔軟性
You recall the dies we had discussion on? We have the capability to create them in nearly every shape you can think of. It signifies that we’re able to produce all kinds of unique shapes and sizes with aluminum extrusions. It’s similar to possessing a container of variously designed biscuit shapers – we have the capability to create stars, squares and circles, or even forms resembling creatures!
7.3 耐腐食性
Aluminum can be compared to a superhero possessing a unique shield. It carries an exclusive coating that safeguards it from getting rusty. This feature enables its use outdoors, even under rain or snow, without the worry of rusting. It’s like having a raincoat for your aluminum!
7.4 エネルギー効率
アルミニウムはリサイクルのヒーローである。アルミニウムは溶かして何度も再利用することができるため、初期段階から新しいアルミニウムを作るよりも多くのエネルギーを節約することができる。さらに、軽量であるため、アルミニウムでできた物を運ぶのに必要なエネルギーも少なくて済む。これは、小さな荷物を運ぶのに大型トラックではなくスクーターを使うのと同じで、結果的にエネルギーを節約できるのです！
8.課題と限界
アルミ押し出し成形はアイテムを作るには素晴らしい方法だが、困難も伴う。レゴで作るのと同じように、時には制約が生じたり、当初の期待に沿わない結果になったりすることもある。
8.1 設計上の制約
アルミ押出成形では、パズルのように複雑な形状もありますが、さまざまな形状を作ることができます。特に、薄い部品や鋭角な形状を扱う場合、ダイスからの抜き出し工程で亀裂や破損が発生する可能性があります。例えるなら、薄すぎるクッキーを作ると、焼いている間に割れてしまうようなものです。また、アルミニウムがどのように金型を通過するかにも注意を払わなければなりません。設計が複雑すぎると、引っかかったり、厚みが不均一になったりすることがあります。
8.2 表面仕上げの問題
アルミニウム押し出し材は、その表面に何らかの欠陥があることがあります。少しざらざらしていたり、小さな塊が点在していたりすることがあり、これは砂の城を作るときに一貫性のない部分ができるのと似ています。このような状況は、ダイスが絶対的な平滑性を持っていなかったり、温度が正確に維持されていなかったりした場合に発生する可能性があります。アルミニウムが滑らかで光沢があるように見えるように、私たちは多くの注意と精度を取ることが重要です。
8.3 金型費
The molds we use to create the forms? They can resemble purchasing a unique instrument for an exact task – they could be costly to produce! If there is requirement of mold with highly intricate design, it consumes enormous time and expertise in manufacturing, leading towards additional expenses. At times, we may require to create several distinct molds to achieve the perfect shape, and this increases the expense.
9.アルミニウム押出成形における表面仕上げと後加工
9.1 陽極酸化処理
Do you recall that aluminum possesses a unique coating providing it with protection against rust? We have the ability to enhance this protective layer through an operation known as “anodizing”. This technique further gives us the opportunity to incorporate color into the aluminum, enabling us to enrich its aesthetic appeal.
9.2 パウダーコーティングと塗装
アルミの色や質感を変えるには、粉体塗装やペイントなどの技術を使います。粉体塗装は、ケーキのふりかけのようなもので、プラスチックの小さな破片を上部に通すことで、長持ちし、クリアな視界が得られます。塗装は、アルミニウムに付着して保護する独特の塗料を刷毛で塗るのと同じです。
9.3 機械的仕上げ
時には、アルミニウムを非常に滑らかで輝かせる必要があります。私たちは、独自の器具を使ってバフをかけ、きれいにし、磨くことでこれを実現します。これにより、アルミニウムは真に魅力的なものとなり、特定の用途において優れた機能を発揮するようになります。
9.4 機械加工とさらなる製造
アルミニウム押出材を製造した後、追加の修正が必要になる場合があります。高度な機械を駆使して、特定の長さに切断したり、ネジやボルトを配置するための穴を開けたりすることが可能です。さらに、必要に応じて様々な形状に成形することも可能です。
概要
アルミ押し出しは、熱した金属をダイスに通して、長尺の成形品を作る方法です。この技術により、さまざまな産業で利用される強力で軽い部品が製造される。設計上の制約や表面上の問題が発生する可能性はありますが、押出後の仕上げによって最終製品が改善されます。全体的に、アルミニウム押出成形は、複雑な形状を作成するための汎用性と効率的な製造方法です。
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