Extrudarea aluminiului este actul de forțare a aliajului de aluminiu într-o matriță cu un profil predeterminat al secțiunii transversale. Luați în considerare un tub de pastă de dinți extrudare storcător este, de asemenea, similar. Un piston acționat electric forțează aluminiul în matriță, iar materialul iese prin deschidere. Pe măsură ce iese, acesta preia însăși forma matriței și este împins de-a lungul unei mese de derulare. Ideea este simplă la cel mai înalt nivel. Forța este similară cu cea a degetelor pe un tub de pastă de dinți. Când se strânge roșu, pasta se scurge în forma deschiderii tubului. În această analogie, deschiderea tubului este utilizată în locul matriței de extrudare. Pasta de dinți are forma unui fir opac circular datorită faptului că deschiderea este un cerc.

Astfel de profile extrudate comune sunt unghiurile, canalele și tuburile rotunde.

Desenele utilizate pentru proiectarea matrițelor sunt prezentate mai sus, iar reprezentările profilelor din aluminiu finalizate sunt prezentate mai jos.

Ce este extrudarea aluminiului?

Prin extrudarea aliajului de aluminiu, aliajul de aluminiu este forțat să treacă printr-o filieră care are o secțiune transversală cu un profil definit. Ne putem imagina acest lucru comparându-l cu stoarcerea pastei de dinți dintr-un tub: berbecul apasă asupra acestuia, forțând aluminiul să curgă prin matriță, iar materialul iese în forma specifică a matriței. Atunci când este extrudat, profilul este antrenat pe o masă de derulare. Principiul de bază al procesului este simplu, precum stoarcerea pastei de dinți printr-o gaură circulară care creează un fir lung și solid.

Forme extrudate comune

• Solid: fără spații goale interne (de exemplu, tije, grinzi, unghiuri)
• Gol: Un gol care este închis (de exemplu, de un tub de formă pătrată sau dreptunghiulară).
• Semi-hollow: Goluri care sunt parțial închise (de exemplu, canale C cu goluri mici)

Aplicații Extrusionarea este aplicată pe scară largă în domeniile arhitecturii, automobilelor, aerospațial, electronic și energetic. Deși formele simple (unghiuri, canale) sunt tipice, prin intermediul acestui proces sunt posibile și modele foarte complicate. Un exemplu este utilizarea sistemelor arhitecturale care au mai multe extrudări care se întrepătrund și care utilizează ocazional întreruperi termice ca izolație.

Procesul de extrudare a aluminiului în 10 pași

Etapa #1: Matrița de extrudare este pregătită și deplasarea acesteia către presa de extrudare

Matrița este fabricată din oțel H13 sub forma unei matrițe rotunde sau este recuperată în cazul în care este deja prezentă. Matrița este tratată termic la 450 -500 de grade înainte de a fi utilizată pentru a prelungi durata de viață a matriței și, de asemenea, pentru a asigura un flux uniform al metalului în timpul extrudării. După ce a fost bine preîncălzită, matrița este introdusă în presa de extrudare și este gata de funcționare.

Pasul #2: O bucată de aluminiu este preîncălzită înainte de extrudarea prin încălzire

A doua fază a extrudării este pregătirea materiei prime, numită țagle. Un lingou este pur și simplu un aliaj cilindric solid de aluminiu care a fost tăiat dintr-un buștean mai mare de aluminiu. Bancnotele sunt utilizate ca material de bază în producția profilelor extrudate dorite. Bancnota trebuie preîncălzită în mod corespunzător într-un cuptor industrial special înainte ca extrudarea să poată avea loc. Intervalul de temperatură caracteristic în această etapă ar fi de 400-500 de grade C. O astfel de încălzire controlată este esențială, deoarece topește aluminiul suficient pentru a-i permite să fie maleabil și să poată curge ușor prin matriță sub presiune. În mod esențial, lingoul nu este topit în acest moment, ci este adus la o stare în care poate fi deformat plastic fără a se fisura sau rupe.

Pasul #3: Presele de extrudare transferă bila

Odată preîncălzit, lingoul de aluminiu este transferat cu ajutorul puterii mecanice la presa de extrudare. Un lubrifiant sau un agent de eliberare este aplicat pe suprafața lingourii înainte de procesul de presare, asigurând astfel o frecare mai redusă. Agentul este, de asemenea, aplicat pe berbecul hidraulic, ceea ce garantează mișcarea ușoară și neaderența tabletei și a berbecului. Acest lucru este necesar pentru a asigura eficiența extrudării, precum și integritatea materialului și a echipamentului.

Pasul #4: Berbecul deplasează materialul matriței către container

Acest lucru se face prin punerea biletului de aluminiu înmuiat în presa de extrudare până la această etapă. Aceasta este apoi propulsată de un berbec hidraulic puternic care provoacă o presiune mare de până la 15.000 de tone. Sub această forță, lingoul este forțat treptat să intre în recipientul presei. Presiunea se acumulează și astfel aluminiul împinge spre exterior și umple complet pereții containerului. Acest lucru asigură compactarea uniformă a materialului și pregătirea pentru următorul proces de extrudare cu ajutorul matriței.

Pasul #5: Materialul pentru matriță este extrudat

Pe măsură ce aliajul de aluminiu radiază în recipientul presei, acesta este presat împotriva matriței de extrudare. Presiunea hidraulică neîntreruptă oferă materialului singura cale de intrare prin deschiderea matriței. În urma acestei eliberări, aluminiul dobândește forma matriței în întregime și este un profil complet definit pentru a fi răcit și prelucrat ulterior.

Pasul #6: Extrudatele de ieșire sunt plasate pe masa de execuție și sunt lipite

După ce profilul de aluminiu a ieșit din matriță, acesta este ridicat de un extractor care îl aduce în mod deliberat în jurul mesei de derulare. Dispozitivul de tracțiune se deplasează la o viteză constantă în funcție de viteza de extrudare, astfel încât să existe o mișcare lină, fără distorsiuni. Profilul este lăsat să se răcească pe masă, aceasta este stingerea, realizată fie de o baie de apă, fie de ventilatoare montate deasupra acesteia, echilibrându-i proprietățile și structura.

Pasul #7: Extrudatele sunt tăiate la lungimea mesei

Odată ce o extrudare este suficient de mare pentru a acoperi o masă întreagă, aceasta este tăiată din proces cu un ferăstrău la cald. Aceasta este separarea pentru a face gestionabil profilul care va fi manipulat ulterior. În timpul extrudării, căldura este extrem de importantă. Profilul, chiar dacă este deja stins odată ce presa este îndepărtată, are multă căldură pe el și totuși nu este atât de rece. Această etapă este potrivită pentru pregătirea prin forfecare a extrudatului, care este urmată de răcirea și alinierea ulterioară.

Etapa #8: Extrudatele sunt aduse la temperatura camerei

Odată cu derularea extrudatului pe masa de derulare, extrudatele sunt apoi mutate mecanic la o masă de răcire la lungimea mesei. În acest caz, profilele de aluminiu sunt lăsate să se răcească până când se răcesc încet până la temperatura camerei. Răcirea este un pas important în stabilizarea materialului. Când profilele sunt suficient de răcite, acestea sunt trecute la următoarea etapă și anume întinderea pentru a le alinia corect.

Pasul #9: Extruziunile sunt aduse la întinzător și sunt aliniate întinse

Profilele extrudate capătă de obicei o ușoară răsucire sau distorsiune pe măsură ce se răcesc, care trebuie corectată. Profilele sunt mutate pe un întinzător pentru a-și recăpăta forma corectă. În acest caz, ambele capete ale fiecărei extrudate sunt fixate ferm, iar extrudatul este tras mecanic cu o forță reglată. Acest proces de alungire elimină orice imperfecțiuni și îndreaptă aluminiul, făcându-le astfel să corespundă cerințelor dimensionale exacte, fiind astfel complet drepte și pregătite să treacă prin etapele finale de tăiere și finisare.

Pasul #10: Extrusions sunt aduse la ferăstrăul de finisare și sunt tăiate la lungimea necesară

Imediat ce profilele cu lungimea mesei sunt îndreptate și întărite corespunzător, acestea sunt mutate la masa ferăstrăului de finisare. În acest caz, profilele sunt de o lungime predeterminată, de obicei între 8 și 21 de picioare. În acest moment, extrudarea proprietăților T4 sunt preluate. După tăierea cu ferăstrăul, acestea pot fi introduse în cuptoare de îmbătrânire, astfel încât să obțină temperaturile mai puternice T5 sau T6.

Beneficiile extrudării aluminiului

Beneficiile extrudării aluminiului

 Ușoare și rezistente

Aluminiul are un raport uimitor rezistență/greutate, de unde și utilizarea sa pe componente de aeronave, cadre structurale și așa mai departe.

Rezistența la coroziune

Aluminiul este impermeabil la coroziune, spre deosebire de oțel, care are stratul său de oxid, și, prin urmare, este ideal pentru utilizarea în exterior.

Flexibilitate de proiectare

Extrudare Poate fi modelat la nesfârșit prin utilizarea de bare de bază până la rețele complexe de goluri și canale.

Eficiența costurilor

Procesul reduce risipa și permite producția în masă, ceea ce menține costul scăzut al materialelor și al prelucrării.

Utilizări ale extrudării aluminiului.

S-ar putea să fiți surprinși să realizați că există foarte multe industrii care depind de extrudare.

Construcții

Utilizări ale extrudării aluminiului în construcții

Extrudarea aluminiului a devenit o parte importantă a construcțiilor moderne, deoarece este puternică, durabilă și permite flexibilitate în proiectare. Acesta este aplicat în mod obișnuit în producția de rame de ferestre care sunt ușoare și totuși durabile pentru a susține greutatea, uși cu finisaj neted și pereți cortină care sunt realizați pentru a consolida frumusețea clădirii și chiar pentru a menține stabilitatea acesteia. Aluminiul este, de asemenea, extrudat pentru a crea balustrade care sunt atât de sigure, dar și atractive și acoperișuri care oferă protecție împotriva ploii și durabilitate de performanță. Cu aceste aplicații, se poate vedea versatilitatea aluminiului și, prin urmare, necesitatea de a utiliza această componentă a arhitecturii și a designului structurilor.

Automobile

Utilizări ale extrudării aluminiului în industria auto

Majoritatea aplicațiilor din industria auto includ extrudare aluminiu deoarece este un material puternic, ușor și capabil să aibă performanțe termice bune. Printre acestea, se numără tăvile pentru baterii EV care trebuie să fie durabile și rezistente la coroziune și să facă vehiculele eficiente și sigure în același timp. Componentele structurale sunt, de asemenea, realizate din aluminiu extrudat care nu este rigid și nu contribuie la creșterea greutății. Aplicabilitatea aluminiului în schimbătoare de căldură este ca un bun conductor termic care ajută la răcire și îmbunătățește eficiența energetică și performanța întregului vehicul.  

Electronică  

Extrudarea aluminiului este utilizată pe scară largă în producția de componente care necesită o combinație de rezistență, precizie și eficiență termică. Un exemplu sunt radiatoarele care au aripioare extrudate care ajută la reținerea căldurii pentru a minimiza deteriorarea mașinilor sensibile. Extrudarea servește unui dublu scop, acela de a crea un design ușor, protejând astfel echipamentul într-un mod eficient, și o carcasă rezistentă pentru a apăra împotriva deteriorărilor mecanice.

Industria aerospațială

Capacitatea de extrudare aluminiu este important în ingineria aerospațială datorită raportului rezistență-greutate și versatilității. De asemenea, își găsește o gamă largă de aplicații în cadrele aeronavelor și oferă structuri ușoare și durabile care sporesc eficiența consumului de combustibil. Componentele de interior sunt, de asemenea, produse din aluminiu extrudat, inclusiv suporturile scaunelor și structurile cabinei și oferă siguranță, precum și o greutate mai mică. Avem, de asemenea, grinzi de sprijin care constau din extrudate, care oferă rigiditate și stabilitate pentru a ajuta aeronavele să suporte cel mai înalt nivel de stres în timpul operațiunilor lor și să se asigure că performanța și stabilitatea lor generală rămân intacte.

Produse de larg consum

Utilizări ale extrudării aluminiului în industria de consum

Greutatea redusă și versatilitatea aluminiului au făcut ca acesta să fie cel mai bine utilizat în produsele de consum. De asemenea, acesta produce cadre de mobilier de lungă durată, întărește echipamentele sportive, cum ar fi bicicletele și rachetele și, de asemenea, ajută mașinile de fitness cu componente de precizie. Aluminiul extrudat a fost, de asemenea, utilizat în tehnologia pe care o folosim zilnic, cum ar fi laptopurile, prin care oferă carcase elegante care oferă nu numai durabilitate, ci și funcționalitate și design bun.

Alegerea aliajului potrivit pentru extrudarea aluminiului

Nu există o unitate de substanță a tuturor aliajelor de aluminiu.

Seria 6000 Extrusions

Seria 6000 Extrusions

Cele mai comune sunt 6061 și 6063. Acestea sunt un amalgam de rezistență, protecție la coroziune și extrudabilitate.

Rezistență vs. Formabilitate

Aliajele mai rezistente sunt mai greu de extrudat, iar aliajele mai moi au o formabilitate mai mare. Acest lucru se datorează faptului că alegerea corectă se va baza pe cerințele proiectului dumneavoastră.

Gânduri finale privind extrudarea aluminiului

Extrusionarea este o metodă foarte versatilă, ieftină și ecologică de fabricare a aluminiului. Aceasta preia bile brute și le transformă în bile de înaltă performanță utilizate în industriile moderne. Aveți nevoie de un echilibru între flexibilitate și rezistență în ceea ce proiectați; fie că este vorba de componente structurale sau electronice miniaturale, extrudarea oferă o combinație ideală a ambelor.

Întrebări frecvente

Care este cel mai utilizat tip de extrudare a aluminiului?

Cântărește mai puțin, este durabil, flexibil și este mai economic de realizat decât prelucrarea sau turnarea.

Care este rezistența extrudatelor din aluminiu?

Aliajul și tratamentul termic se referă la rezistență, dar aluminiul extrudat poate fi întotdeauna extrem de puternic, dar și ușor.

În ce forme este furnizat aluminiul extrudat?

Sunt posibile practic toate formele: solide, goale, canale, unghiuri, forme în T, precum și profile parțial profilate.

Posibilitatea de a recicla extrudarea aluminiului?

Da! Extrusionarea este ecologică și 100% reciclabilă, deoarece aluminiul nu își pierde calitatea în timpul reciclării.

Care sunt cele mai importante industrii în extrudarea aluminiului?

Construcții, automobile, industria aerospațială, transport și electronică.