Ekstrudering av aluminium er å tvinge aluminiumslegering inn i en dyse med en forhåndsbestemt tverrsnittsprofil. Tenk på en tube med tannkrem, ekstrudering er også lignende. En elektrisk drevet stempel presser aluminiumet inn i matrisen, og materialet kommer ut av åpningen. Etter hvert som det kommer ut, antar det selve formen til matrisen og skyves langs et utløpsbord. Ideen er enkel på sitt beste. Kraften kan sammenlignes med den du utøver med fingrene på en tannkremtube. Når du klemmer rødt, siver pastaen ut i form av røråpningen. Røråpningen brukes i stedet for ekstruderingsdysen i denne analogien. Tannkremen har form som en sirkulær, ugjennomsiktig streng fordi åpningen er en sirkel.

Vanlige ekstruderte profiler er vinkler, kanaler og runde rør.

Tegningene som ble brukt til å designe matrisene, er vist ovenfor, og gjengivelsene av de ferdige aluminiumsprofilene er vist nedenfor.

Hva er ekstrudering av aluminium?

Ekstrudering av aluminiumslegering innebærer at aluminiumslegeringen tvinges til å passere gjennom en dyse som har en bestemt tverrsnittsprofil. Man kan sammenligne det med å presse tannkrem ut av en tube: stempelet trykker på den, tvinger aluminiumet til å strømme gjennom matrisen, og materialet kommer ut i den spesifikke formen til matrisen. Ved ekstrudering kjøres profilen på et utløpsbord. Det grunnleggende prinsippet i prosessen er enkelt, som å presse tannkrem gjennom et sirkulært hull som skaper en lang og solid tråd.

Vanlige ekstruderte former

• Massiv: Ingen innvendige tomrom (f.eks. stenger, bjelker, vinkler)
• Hult: Et tomrom som er omsluttet (f.eks. av et kvadratisk eller rektangulært rør).
• Semi-hule: Hulrom som er delvis lukket (f.eks. C-kanaler med små mellomrom)

Bruksområder Ekstrudering brukes i stor utstrekning innen arkitektur, bilindustri, romfart, elektronikk og energi. Selv om enkle former (vinkler, kanaler) er typiske, er det også mulig å lage svært kompliserte konstruksjoner ved hjelp av prosessen. Et eksempel er arkitektoniske systemer med flere sammenkoblede profiler, som av og til bruker kuldebroer som isolasjon.

Ekstruderingsprosessen for aluminium i 10 trinn

Trinn #1: Ekstruderingsformen klargjøres og flyttes til ekstruderingspressen

Matriksen er laget av H13-stål i form av en rund matrise, eller den kan hentes tilbake hvis den allerede finnes. Matriksen varmebehandles til 450-500 grader før den tas i bruk for å forlenge levetiden til matrisen og for å sikre en jevn flyt av metall under ekstrudering. Etter å ha blitt godt forvarmet, settes matrisen inn i ekstruderingspressen og er klar til bruk.

Trinn #2: En aluminiumsfilet forvarmes før varmeekstrudering

Den andre fasen av ekstruderingsprosessen er forberedelsen av råmaterialet som kalles en "billet". En billett er ganske enkelt en solid sylindrisk legering av aluminium som ble kuttet av en større aluminiumstokk. Billettene brukes som utgangsmateriale i produksjonen av de ønskede ekstruderte profilene. Bolten må forvarmes skikkelig i en spesiell industriovn før ekstrudering kan finne sted. Det karakteristiske temperaturområdet i dette trinnet er 400-500 °C. Denne kontrollerte oppvarmingen er avgjørende, siden den smelter aluminiumet nok til at det blir formbart og kan flyte lett gjennom matrisen under trykk. Det er viktig at emnet ikke smeltes på dette tidspunktet, men at det bringes i en tilstand som gjør at det kan deformeres plastisk uten å sprekke eller brekke.

Trinn #3: Ekstruderingspressene overfører bøyleprofilen

Når aluminiumsblokken er forvarmet, overføres den ved hjelp av mekanisk kraft til ekstruderingspressen. Et smøremiddel eller slippmiddel påføres aluminiumsblokkens overflate før presseprosessen, slik at friksjonen blir mindre. Midlet påføres også på den hydrauliske stempelet, noe som sikrer at pressbolten og stempelet beveger seg lett og ikke kleber sammen. Dette er nødvendig for å sikre at ekstruderingen er effektiv, og for å sikre materialets og utstyrets integritet.

Trinn #4: Stampen flytter matrisematerialet til beholderen

Dette gjøres ved å sette den mykgjorte aluminiumsblokken inn i ekstruderingspressen til dette stadiet. Denne drives deretter av en kraftig hydraulisk stempel som forårsaker et stort trykk på opptil 15 000 tonn. Billeten blir gradvis tvunget til pressebeholderen under denne kraften. Trykket akkumuleres, og dermed skyves aluminiumet utover og fyller beholderens vegger fullstendig. Dette sørger for at materialet komprimeres jevnt og er klart til neste ekstruderingsprosess ved hjelp av matrisen.

Trinn #5: Materialet til matrisen ekstruderes

Etter hvert som aluminiumslegeringen stråler ut i pressbeholderen, presses den mot ekstruderingsdysen. Et uavbrutt hydraulisk trykk gir materialet den eneste veien inn gjennom matrisens åpning. Etter denne utløsningen får aluminiumet formen til matrisen i sin helhet og er en fullt definert profil som skal kjøles ned og bearbeides videre.

Trinn #6: De utgående profilene plasseres på utløpsbordet og limes inn

Etter at aluminiumsprofilen har kommet ut av matrisen, løftes den av en avtrekker som bevisst fører den rundt utløpsbordet. Avtrekkeren beveger seg i konstant takt med ekstruderingshastigheten, slik at det blir en jevn bevegelse uten forvrengning. Profilen får lov til å kjøle seg ned på bordet, dette kalles bråkjøling, og gjøres enten ved hjelp av et vannbad eller vifter montert over det, slik at egenskapene og strukturen balanseres.

Trinn #7: Profilene skjæres til bordets lengde

Når en profil er stor nok til å dekke et helt bord, skjæres den av i prosessen med en varmsag. Dette er separasjonen for å gjøre profilen håndterbar som senere skal håndteres. Under ekstruderingen er varmen svært viktig. Selv om profilen allerede er slukket når pressen er fjernet, har den mye varme på seg, og den er fortsatt ikke så kald. Dette stadiet er egnet for skjæreforberedelsen av ekstruderingen, som etterfølges av den påfølgende avkjølingen og justeringen.

Trinn #8: Ekstruderingene bringes til romtemperatur

Når profilene har kjørt av utløpsbordet, flyttes de deretter mekanisk til et kjølebord i bordlengde. Her blir aluminiumprofilene liggende til de langsomt kjøles ned til romtemperatur. Avkjølingen er et viktig trinn i stabiliseringen av materialet. Når profilene er tilstrekkelig avkjølt, flyttes de videre til neste trinn, nemlig strekking for å få dem riktig justert.

Trinn #9: Profilene føres til båren og justeres og strekkes ut

De ekstruderte profilene får vanligvis en liten vridning eller forvrengning når profilene avkjøles, noe som må korrigeres. Profilene flyttes til en strekker for å få tilbake riktig form. I dette tilfellet klemmes begge endene av hver profil fast, og profilen trekkes mekanisk med regulert kraft. Denne strekkeprosessen fjerner alle ujevnheter og retter ut aluminiumet, slik at det får de nøyaktige dimensjonene som kreves, og dermed blir helt rett og klar til å gjennomgå de siste trinnene med skjæring og etterbehandling.

Trinn #10: Ekstruderingene føres til etterbehandlingssagen og kappes til ønsket lengde

Så snart bordlengdeprofilene er rettet ut og arbeidsherdet, flyttes de til ferdigsagbordet. Her har profilene en forhåndsbestemt lengde, vanligvis mellom 8 og 21 fot. På dette tidspunktet overtas ekstruderingen av T4-egenskapene. Etter saging kan de legges i aldringsovner slik at de får de sterkere T5- eller T6-temperaturene.

Fordeler med ekstrudering av aluminium

Fordeler med ekstrudering av aluminium

 Lett og sterk

Aluminium har et fantastisk forhold mellom styrke og vekt, og brukes derfor på flykomponenter, strukturelle rammer og så videre.

Motstandsdyktighet mot korrosjon

Aluminium er ugjennomtrengelig for korrosjon, i motsetning til stål, som har sitt eget oksidlag, og derfor er det ideelt til utendørs bruk.

Fleksibel design

Ekstrudering Den kan formes i det uendelige ved bruk av enkle stenger til komplekse matriser av hulrom og kanaler.

Kostnadseffektivitet

Prosessen reduserer svinn og muliggjør masseproduksjon, noe som holder material- og bearbeidingskostnadene nede.

Bruksområder for ekstrudering av aluminium.

Du vil kanskje bli overrasket over å innse at det er svært mange bransjer som er avhengige av profiler.

Konstruksjon

Bruksområder for aluminiumekstrudering i bygg og anlegg

Ekstrudering av aluminium har blitt en viktig del av moderne konstruksjon, siden det er sterkt, holdbart og gir fleksibilitet i utformingen. Det brukes ofte i produksjonen av vindusrammer som er lette og likevel holdbare for å tåle vekt, dører med glatt overflate og gardinvegger som er laget for å styrke bygningens skjønnhet og til og med opprettholde dens stabilitet. Aluminium ekstruderes også for å lage rekkverk som er trygge, men likevel attraktive, og taktekking som gir beskyttelse mot regn og lang holdbarhet. Med disse bruksområdene kan man se allsidigheten til aluminium, og dermed behovet for å bruke denne komponenten i arkitektur og konstruksjonsdesign.

Bilindustrien

Bruksområder for ekstrudering av aluminium i bilindustrien

De fleste bruksområder i bilindustrien omfatter ekstrudering av aluminium fordi det er et sterkt materiale, har lav vekt og gode termiske egenskaper. Blant disse er batteriskuffene til elbiler, som må være slitesterke og motstandsdyktige mot korrosjon, samtidig som de gjør kjøretøyene effektive og trygge. Strukturelle komponenter er også laget av ekstrudert aluminium, som ikke er stivt og ikke bidrar til økt vekt. Aluminium kan brukes i varmevekslere fordi det er en god varmeleder som bidrar til kjøling og forbedrer energi- og ytelseseffektiviteten til hele kjøretøyet.  

Elektronikk  

Ekstrudering av aluminium er mye brukt i produksjonen av komponenter som krever en kombinasjon av styrke, presisjon og termisk effektivitet. Et eksempel er kjøleribber som har ekstruderte lameller som bidrar til å holde på varmen for å minimere skader på følsomme maskiner. Ekstruderingen tjener et dobbelt formål: Den gir en lett konstruksjon som beskytter utstyret på en effektiv måte, samtidig som den gir et robust hylster som beskytter mot mekaniske skader.

Luft- og romfart

Evnen til å ekstrudering av aluminium er viktig innen romfartsteknikk på grunn av styrke/vekt-forholdet og allsidigheten. Det brukes også i et bredt spekter av flyrammer og gir lette og holdbare rammeverk som øker effektiviteten i drivstofforbruket. Interiørkomponenter produseres også av ekstrudert aluminium, inkludert setestøtter og kabinstrukturer, og gir både sikkerhet og lavere vekt. Vi har også støttebjelker som består av ekstruderte profiler, som gir stivhet og stabilitet for å hjelpe flyet med å tåle de høyeste belastningene under drift og sikre at den generelle ytelsen og stabiliteten forblir intakt.

Forbrukerprodukter

Bruksområder for ekstrudering av aluminium i forbrukerindustrien

Aluminiums lette vekt og allsidighet har gjort det til et av de mest populære bruksområdene i forbrukerprodukter. Det produserer også møbelrammer med lang levetid, styrker sportsutstyr som sykler og racketer og hjelper også treningsapparater med presisjonskomponenter. Ekstrudert aluminium har også blitt brukt i teknologien vi bruker daglig, for eksempel i bærbare datamaskiner, der det gir glatte kabinetter som ikke bare er holdbare, men også funksjonelle og har god design.

Velge riktig legering for ekstrudering av aluminium

Det finnes ingen stoffenhet for alle aluminiumlegeringer.

Ekstruderte profiler i 6000-serien

Ekstruderte profiler i 6000-serien

De vanligste er 6061 og 6063. De er en blanding av styrke, korrosjonsbeskyttelse og ekstruderbarhet.

Styrke vs. formbarhet

Sterkere legeringer er vanskeligere å ekstrudere, mens mykere legeringer ofte har bedre formbarhet. Det riktige valget vil nemlig være basert på kravene til prosjektet ditt.

Avsluttende tanker om ekstrudering av aluminium

Ekstrudering er en svært allsidig, billig og miljøvennlig metode for produksjon av aluminium. Den tar råblokker og gjør dem om til høyytelsesblokker som brukes i moderne industri. Du trenger en balanse mellom fleksibilitet og styrke i det du designer; enten det er i den strukturelle komponenten eller i miniatyrelektronikken, gir ekstrudering en ideell kombinasjon av begge deler.

Vanlige spørsmål

Hva er den mest brukte typen ekstrudering av aluminium?

Det veier mindre, er slitesterkt, fleksibelt og billigere å produsere enn maskinering eller støping.

Hva er styrken til aluminiumprofiler?

Legeringen og varmebehandlingen handler om styrke, men ekstrudert aluminium kan alltid være ekstremt sterkt, samtidig som det er lett.

Hvilke former leveres aluminiumprofiler i?

Så godt som alle former - massive, hule, kanaler, vinkler, T-former og delvis formede profiler - er mulige.

Å kunne resirkulere aluminiumprofiler?

Ja, det er det! Ekstrudering er miljøvennlig og 100 prosent resirkulerbart, fordi aluminium ikke mister sin kvalitet under resirkulering.

Hva er de ledende bransjene innen ekstrudering av aluminium?

Bygg og anlegg, bilindustri, romfart, transport og elektronikk.