Extrudering av aluminium är handlingen att tvinga aluminiumlegering in i en form med en förutbestämd tvärsnittsprofil. Tänk på ett rör med tandkräm pressning extrudering är också liknande. En elektriskt driven kolv tvingar in aluminiumet i formen och materialet kommer ut genom öppningen. När det kommer ut antar det själva formen av matrisen och skjuts längs ett utmatningsbord. Idén är enkel när den är som bäst. Kraften liknar den som dina fingrar utövar på en tandkrämstub. När man klämmer på tuben rinner pastan ut i form av röröppningen. Röröppningen används i stället för extruderingsmunstycket i denna analogi. Tandkrämen har formen av en cirkulär ogenomskinlig sträng eftersom öppningen är en cirkel.

Exempel på vanliga extruderade profiler är vinklar, kanaler och runda rör.

Ritningarna som användes för att designa matriserna ses ovan och renderingarna av de färdiga aluminiumprofilerna visas nedan.

Vad är strängsprutning av aluminium?

Strängpressning av aluminiumlegering innebär att aluminiumlegeringen tvingas passera genom en form som har en bestämd profil i tvärsnitt. Man kan föreställa sig det genom att jämföra det med att pressa ut tandkräm ur en tub: kolven trycker på den, tvingar aluminiumet att flöda genom matrisen och materialet kommer ut i matrisens specifika form. När profilen strängsprutas drivs den på ett utmatningsbord. Grundprincipen i processen är enkel, som att pressa tandkräm genom ett cirkulärt hål som skapar en lång och solid sträng.

Vanliga strängpressade former

• Massiv: Inga inre tomma utrymmen (t.ex. stavar, balkar, vinklar)
• Ihålig: Ett tomrum som är omslutet (t.ex. av ett rör som är kvadratiskt eller rektangulärt format).
• Halv ihålig: Tomrum som är delvis inneslutna (t.ex. C-kanaler med små luckor)

Tillämpningar Extrudering används i stor utsträckning inom arkitektur, fordonsindustri, flyg- och rymdindustri, elektronik och energi. Även om enkla former (vinklar, kanaler) är typiska, är även mycket komplicerade konstruktioner möjliga med hjälp av processen. Ett exempel är arkitektoniska system som består av flera sammankopplade profiler och som ibland använder termiska brytningar som isolering.

Aluminiumsträngsprutningsprocessen i 10 steg

Steg #1: Extruderingsverktyget förbereds och förflyttas till extruderingspressen

Matrisen är tillverkad av H13-stål i form av en rund matris, eller hämtad om den redan finns. Pressverktyget värmebehandlas till 450-500 grader innan det används för att förlänga dess livslängd och även för att ge ett jämnt flöde av metall under extruderingen. Efter att ha värmts upp ordentligt sätts pressverktyget in i extruderingspressen och är klart att användas.

Steg #2: En aluminiumfilé förvärms före uppvärmning av strängsprutningen

Den andra fasen av extruderingen är förberedelse av råmaterialet som kallas en billet. En billett är helt enkelt en solid cylindrisk legering av aluminium som skurits av en större stock av aluminium. Ämnena används som utgångsmaterial vid tillverkningen av de önskade strängpressade profilerna. Innan extrudering kan ske måste ämnet förvärmas ordentligt i en speciell industriugn. Det karakteristiska temperaturintervallet i detta steg är 400-500 degC. En sådan kontrollerad uppvärmning är nödvändig eftersom den smälter aluminiumet tillräckligt mycket för att det ska bli så formbart att det lätt kan rinna genom pressverktyget under tryck. Det kritiska är att ämnet inte smälts vid denna punkt, utan att ämnet försätts i ett tillstånd där det kan deformeras plastiskt utan att spricka eller gå sönder.

Steg #3: Extruderingspressarna överför biprodukten

Efter förvärmningen överförs aluminiumämnet med hjälp av mekanisk kraft till strängsprutningspressen. Ett smörjmedel eller släppmedel appliceras på aluminiumstyckets yta före pressningsprocessen för att säkerställa att mindre friktion uppstår. Medlet appliceras också på den hydrauliska kolven, vilket garanterar enkel rörelse och att pressgodset och kolven inte vidhäftar. Detta är nödvändigt för att säkerställa att extruderingen är effektiv och att materialet och utrustningen är intakta.

Steg #4: Stämpeln flyttar matrismaterialet till behållaren

Detta görs genom att sätta den mjukgjorda aluminiumkroppen i extruderingspressen till detta steg. Denna drivs sedan av en kraftfull hydraulisk kolv som orsakar ett stort tryck upp till 15.000 ton. Under denna kraft tvingas aluminiumstycket gradvis ner i pressbehållaren. Trycket ackumuleras och därmed trycks aluminiumet utåt och fyller helt behållarens väggar. Detta ser till att materialet komprimeras enhetligt och är klart för nästa extruderingsprocess med hjälp av matrisen.

Steg #5: Materialet till matrisen extruderas

När aluminiumlegeringen strålar ut i pressbehållaren pressas den mot extruderingsverktyget. Det oavbrutna hydrauliska trycket ger materialet den enda vägen framåt genom matrisens öppning. Efter denna utlösning antar aluminiumet formen av matrisen i sin helhet och är en helt definierad profil som ska kylas och bearbetas vidare.

Steg #6: De utgående extruderna placeras på utmatningsbordet och klistras in

När aluminiumprofilen har kommit ut ur matrisen lyfts den av en avdragare som avsiktligt för den runt utmatningsbordet. Dragaren rör sig i en konstant hastighet med extruderingshastigheten så att det blir en jämn rörelse utan distorsion. Profilen får svalna på bordet, detta är kylning, som sker antingen genom ett vattenbad eller fläktar monterade ovanför, vilket balanserar dess egenskaper och struktur.

Steg #7: Extruderna klipps till bordets längd

När en extrudering är tillräckligt stor för att täcka ett helt bord skärs den av i processen med en varm såg. Detta är en separation för att göra profilen hanterbar för senare hantering. Under extruderingen är värmen mycket viktig. Även om profilen redan har slocknat när pressen tas bort har den mycket värme på sig och ändå är den inte så kall. Detta skede är lämpligt för klippning av profilen, vilket följs av efterföljande kylning och uppriktning.

Steg #8: Extruderingarna förs till rumstemperatur

När profilerna har körts ut från utrullningsbordet flyttas de sedan till ett kylbord mekaniskt till bordslängden. I det här fallet får aluminiumprofilerna stå och svalna tills de sakta kyls ner till rumstemperatur. Kylningen är ett viktigt steg i stabiliseringen av materialet. När profilerna är tillräckligt nedkylda flyttas de vidare till nästa steg, nämligen sträckning för att få dem korrekt inriktade.

Steg #9: Profilerna förs till sträckbänken och riktas in Sträckbänken

De strängpressade profilerna får vanligtvis en liten vridning eller distorsion när profilerna svalnar, vilket måste korrigeras. För att profilerna ska återfå sin rätta form flyttas de till en sträckare. I detta fall kläms båda ändarna av varje profil fast ordentligt och profilen dras mekaniskt med reglerad kraft. Denna töjningsprocess avlägsnar alla ojämnheter och rätar ut aluminiumet så att det uppfyller de exakta dimensionskraven och därmed är helt rakt och förberett för att genomgå de sista stegen med skärning och ytbehandling.

Steg #10: Profilerna förs till efterbearbetningssågen och kapas till önskad längd

Så snart de bordslånga profilerna är rätade och ordentligt arbetshärdade flyttas de till finsågsbordet. I det här fallet har profilerna en förutbestämd längd, vanligtvis mellan 8 och 21 fot. Vid denna punkt tas extruderingen av T4-egenskaper över. Efter sågning kan de läggas i åldringsugnar så att de får de starkare T5- eller T6-tempererna.

Fördelar med strängpressning av aluminium

 Lätt och stark

Aluminium har ett fantastiskt förhållande mellan styrka och vikt och används därför i flygplanskomponenter, strukturella ramar och så vidare.

Motståndskraft mot korrosion

Aluminium är ogenomträngligt för korrosion, till skillnad från stål som har ett oxidskikt, och är därför idealiskt för utomhusbruk.

Flexibilitet i designen

Strängpressning Den kan formas i det oändliga genom att använda enkla stänger till komplexa hål och kanaler.

Kostnadseffektivitet

Processen minskar svinnet och möjliggör massproduktion, vilket håller nere kostnaderna för material och bearbetning.

Användningsområden för aluminiumprofiler.

Du kanske blir förvånad när du inser att det finns många industrier som är beroende av profiler.

Konstruktion

Aluminiumprofilering har blivit en viktig del av den moderna konstruktionen eftersom den är stark, hållbar och ger flexibilitet i sin design. Det används ofta vid tillverkning av fönsterkarmar som är lätta och ändå hållbara för att bära vikt, släta dörrar och utfackningsväggar som är gjorda för att stärka byggnadens skönhet och till och med upprätthålla dess stabilitet. Aluminium strängsprutas också för att skapa räcken som är så säkra men ändå attraktiva och tak som ger skydd mot regn och prestanda hållbarhet. Med dessa applikationer kan man se mångsidigheten hos aluminium och därmed behovet av att använda denna komponent i arkitektur och strukturdesign.

Fordon

De flesta applikationer inom fordonsindustrin omfattar Aluminiumprofiler eftersom det är ett starkt material med låg vikt och goda termiska egenskaper. Bland dessa finns batteritråg för elbilar som måste vara hållbara och korrosionsbeständiga och samtidigt göra fordonen effektiva och säkra. Strukturella komponenter är också tillverkade av extruderad aluminium som inte är styv och inte bidrar till den ökade vikten. Aluminium kan användas i värmeväxlare eftersom det är en bra värmeledare som bidrar till kylning och förbättrar energi- och prestandaeffektiviteten i hela fordonet.  

Elektronik  

Aluminiumsträngpressning används ofta vid tillverkning av komponenter som kräver en kombination av styrka, precision och termisk effektivitet. Ett exempel är kylflänsar som har strängpressade fenor som hjälper till att hålla kvar värmen för att minimera skador på känsliga maskiner. Extruderingen tjänar ett dubbelt syfte genom att skapa en lättviktsdesign, som skyddar utrustningen på ett effektivt sätt, och ett tåligt hölje som skyddar mot mekaniska skador.

Flyg- och rymdindustrin

Kapaciteten hos Aluminiumprofiler är viktigt inom flyg- och rymdteknik på grund av sitt förhållande mellan styrka och vikt och sin mångsidighet. Det används också i många olika sammanhang i flygplansramar och ger lätta och hållbara ramverk som förbättrar effektiviteten i bränsleförbrukningen. Interiörkomponenter tillverkas också av strängpressad aluminium, inklusive sittstöd och kabinstrukturer och ger säkerhet samt lägre vikt. Vi har också stödbalkar som består av profiler, som ger styvhet och stabilitet för att hjälpa flygplan att uthärda den högsta nivån av påfrestningar under deras drift och se till att deras övergripande prestanda och stabilitet förblir intakt.

Konsumentprodukter

Aluminiumets lätta vikt och mångsidighet gjorde att det applicerades med den bästa användningen i konsumentprodukter. Det tillverkar också långvariga möbelramar, stärker sportutrustning som cykelcyklar och racketar och hjälper också fitnessmaskiner med precisionskomponenter. Extruderat aluminium har också använts i den teknik vi använder dagligen, t.ex. bärbara datorer, där det erbjuder smidiga fodral som inte bara erbjuder hållbarhet utan också funktionalitet och bra design.

Att välja rätt legering för strängsprutning av aluminium

Det finns ingen ämnesenhet för alla aluminiumlegeringar.

Extruder i 6000-serien

De vanligaste är 6061 och 6063. De är en blandning av styrka, korrosionsskydd och extruderingsbarhet.

Styrka kontra formbarhet

Starkare legeringar är svårare att extrudera och de mjukare legeringarna har högre formbarhet, vilket är mer populärt. Detta beror på att rätt val kommer att baseras på kraven i ditt projekt.

Slutliga tankar om strängpressning av aluminium

Extrudering är en mycket mångsidig, billig och miljövänlig metod för tillverkning av aluminium. Den tar råa ämnen och förvandlar dem till högpresterande ämnen som används i dagens industrier. Du behöver en balans mellan flexibilitet och styrka i det du designar; oavsett om det är inom strukturkomponenten eller i miniatyrelektroniken, ger extrudering en idealisk kombination av båda.

Vanliga frågor

Vilken är den mest använda typen av strängpressning av aluminium?

Den väger mindre, är hållbar, flexibel och är mer ekonomisk att tillverka än maskinbearbetning eller gjutning.

Vad är hållfastheten hos aluminiumprofiler?

Legeringen och värmebehandlingen handlar om styrka, men strängpressad aluminium kan alltid vara extremt stark men samtidigt lätt.

I vilka former tillhandahålls aluminiumprofiler?

I stort sett alla former - massiva, ihåliga, kanaler, vinklar, T-former och delformade profiler - är möjliga.

Att kunna återvinna aluminiumprofiler?

Ja, det är det! Strängpressning är miljövänligt och 100 procent återvinningsbart; detta beror på att aluminium inte förlorar sin kvalitet vid återvinning.

Vilka är de ledande branscherna inom strängpressning av aluminium?

Bygg- och anläggningsindustrin, fordons- och flygindustrin, transportsektorn och elektronikindustrin.