アルミニウム押出加工とは?種類と用途

執筆者 | 10月 13, 2024

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。
200年以上もの間、人類はこの方法で金属を成形してきた。金属を成形する方法は他にもたくさんあり、鍛造の場合は打ったり、圧延の場合は平らにしたりします。しかし、押出成形はアルミニウムの強度を高めながら、非常に複雑な形状を作ることができます。さらに、金属を成形する他の方法よりも安価であることが多い!

3.押出工程の詳細

アルミニウム押出加工とは

3.1 アルミニウムビレットの準備

まず、アルミニウムが必要です!私たちは、「ビレット」と呼ばれる大きなアルミニウムの塊を手に入れる。巨大な金属クレヨンに例えることができます。私たちが作るビレットは、最終製品の要件に基づいて選択されたさまざまな種類のアルミニウムからできています。あるものは橋のような建築目的のために非常に強靭でなければなりませんし、またあるものはソーダ缶のようなものを形成するために柔軟性を持たなければなりません。

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

アルミ押出金型設計

スリリングなのは、すべてのアイテムを丈夫な鋼鉄で構成することだ。星形や四角形、さらには複雑な模様など、さまざまな形が彫り込まれている。アルミを思い通りに仕上げるためには、金型作りも慎重にならざるを得ない。平らなもの、"舷窓 "と呼ばれる独特の穴があるものなど、金型にはいくつか種類があります。その中から最適なものを選ぶ。

3.3 押出プレス

その後、熱したビレットとダイスを押し出しプレスと呼ばれる大きな機械に入れます。これは非常に強力なガーリックプレスによく似ています!アルミニウムをダイに通すために大きな力を使います。歯磨き粉に大きな圧力をかけることを想像してみてください。アルミニウムは金型から細長い形で出てきます。この穴からアルミニウムを押し出すこともあれば、引き抜くこともあります。

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

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

アルミニウムをプレスする大きな機械を思い出してほしい。これには2つの方法がある。私たちは最初の方法を "直接押し出し "と呼んでいます。これは歯磨き粉のチューブをプレスするのと同じで、アルミニウムを後ろから押して、前に出す方法です。もうひとつは、「間接押し出し」と呼ばれる方法です。クッキーの抜き型を生地に押し込むように、アルミニウムを停滞させたままダイスで押し進める方法です。

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

熱間および冷間押出

アルミニウムは、「冷間」または「熱間」押出加工でも作ることができます。冷間押出成形は、冷蔵庫で冷やしたおままごと生地を成形するのに似ています。一方、熱間押出成形は、温かいおままごとの生地を成形するようなもので、より簡単になります。

冷間押出しと熱間押出しの比較グラフ

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

アルミニウム押出材の引張強度

私たちはさまざまな種類のアルミニウムを使用していると申し上げましたが、覚えていらっしゃいますか?私たちはそれを "合金 "と呼んでいます。ケーキを焼くために様々な材料を組み合わせるのと似ています!ポピュラーな合金には、6061、6063、7075があります。それぞれが特別な力を持っています。

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は非常に有用で、強度があり、腐食しにくい。6063は曲げ加工が容易で、ドアノブなどに使用されています。7075は非常に頑丈なため、飛行機の部品などに最適です。私たちは作るものによって適切な合金を選びます。

6.アルミニウム押出材の用途

6.1 建設と建築

アルミニウム押出材は、建築物のいたるところで見られる。住宅や高層ビルの頑丈なフレームを作るのに役立っている。さらに、窓枠や手すり、建物のファサードにある光沢のあるパネルにも使われています。

6.2 自動車・運輸

自動車にもかなりの量のアルミニウム押出材が使われている。アルミニウムは軽量で強度が高いため、さまざまな自動車フレーム部品に使用されている。その結果、自動車のスピードアップにつながると同時に、燃費の低減にもつながっています。また、「ヒートシンク」と呼ばれるエンジンの冷却を維持するための部品にも使われています。

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

私たちが議論した金型を覚えていますか?私たちは、あなたが考えることができるほぼすべての形状でそれらを作成する能力を持っています。これは、アルミニウム押出材であらゆる種類のユニークな形やサイズを製造できることを意味します。星形、四角形、円形、あるいは生き物のような形まで作ることができるのです!

7.3 耐腐食性

アルミニウムはユニークな盾を持つスーパーヒーローに例えられる。アルミニウムには、錆びを防ぐ独自のコーティングが施されている。この特徴により、雨や雪の下でも錆びる心配なく屋外で使用することができます。アルミにレインコートを着せたようなものだ!

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

フォームを作るための型?金型は、正確な作業のために独自の器具を購入するようなものです!非常に複雑なデザインの金型が必要な場合、製造に膨大な時間と専門知識が必要となり、さらに費用がかかります。時には、完璧な形状を実現するために、複数の異なる金型を作成する必要があるかもしれません。

9.アルミニウム押出成形における表面仕上げと後加工

アルミニウム押出材の表面仕上げ

9.1 陽極酸化処理

アルミニウムには、錆から保護するユニークな皮膜があることを覚えていますか?私たちは「アルマイト処理」という作業を通して、この保護層を強化する能力を持っています。この技術により、アルミニウムに色をつけることができ、美的魅力を高めることができるのです。

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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