Az alumíniumötvözet profilok széles körű alkalmazásának oka az életben és a gyártásban az, hogy mindenki teljes mértékben felismeri előnyeit, mint például az alacsony sűrűség, a korrózióállóság, a kiváló elektromos vezetőképesség, a nem ferromágneses tulajdonságok, az alakíthatóság és az újrahasznosíthatóság.
Kína alumíniumprofilipara a nulláról fejlődött, kicsiből nagyra, míg végül jelentős alumíniumprofil-gyártó országgá fejlődött, a világ első számú termelési mutatóival. Azonban, ahogy a piac alumíniumprofil-termékek iránti igényei folyamatosan növekednek, az alumíniumprofilok gyártása a komplexitás, a nagy pontosság és a nagyméretű gyártás irányába fejlődött, ami számos termelési problémát okozott.
Az alumínium profilokat többnyire extrudálással állítják elő. A gyártás során az extruder teljesítményének, a forma kialakításának, az alumíniumrúd összetételének, a hőkezelésnek és egyéb folyamattényezőknek a figyelembevétele mellett a profil keresztmetszeti kialakítását is figyelembe kell venni. A legjobb profil keresztmetszeti kialakítás nemcsak a forrásból származó folyamat nehézségeit csökkentheti, hanem javíthatja a termék minőségét és felhasználási hatását is, csökkentheti a költségeket és lerövidítheti a szállítási időt.
Ez a cikk számos, az alumínium profil keresztmetszet-tervezésében gyakran használt technikát foglal össze a gyártás során alkalmazott gyakorlati eseteken keresztül.
1. Alumínium profil keresztmetszet tervezési alapelvei
Az alumíniumprofil extrudálása egy olyan feldolgozási módszer, amelynek során egy fűtött alumíniumrudat egy extrudálóhengerbe helyeznek, és egy extruderen keresztül nyomást alkalmaznak, hogy egy adott alakú és méretű szerszámfuratból extrudálják, képlékeny deformációt okozva a kívánt termék előállításához. Mivel az alumíniumrudat a deformációs folyamat során számos tényező befolyásolja, mint például a hőmérséklet, az extrudálási sebesség, az deformáció mértéke és a forma, a fémáramlás egyenletességét nehéz szabályozni, ami bizonyos nehézségeket okoz a formatervezésben. A forma szilárdságának biztosítása és a repedések, összeomlás, lepattogzás stb. elkerülése érdekében a profilszakasz tervezésénél kerülni kell a következőket: nagy konzolok, kis nyílások, kis lyukak, porózus, aszimmetrikus, vékony falú, egyenetlen falvastagság stb. A tervezés során először meg kell győződnünk a teljesítményéről a felhasználás, a dekoráció stb. szempontjából. A kapott szakasz használható, de nem a legjobb megoldás. Mert ha a tervezők nem ismerik az extrudálási folyamatot, és nem értik a vonatkozó folyamatberendezéseket, és a gyártási folyamat követelményei túl magasak és szigorúak, akkor a minősítési arány csökken, a költségek megnőnek, és nem az ideális profil jön létre. Ezért az alumínium profiltervezés alapelve a lehető legegyszerűbb folyamat alkalmazása, miközben kielégíti a funkcionális kialakítást.
2. Néhány tipp az alumínium profil interfész kialakításához
2.1 Hibakompenzáció
A záródás az egyik leggyakoribb hiba a profilgyártásban. A fő okok a következők:
(1) A mély keresztmetszetű nyílásokkal rendelkező profilok extrudáláskor gyakran bezáródnak.
(2) A profilok nyújtása és kiegyenesítése fokozza a záródást.
(3) Bizonyos szerkezetű, ragasztóval befecskendezett profilok a ragasztó befecskendezése után a kolloid zsugorodása miatt záródást is mutatnak.
Ha a fent említett záródás nem jelentős, akkor az áramlási sebességnek a formatervezésen keresztüli szabályozásával elkerülhető; de ha több tényező együttesen hat, és a formatervezés és a kapcsolódó folyamatok nem tudják megoldani a záródást, akkor a keresztmetszeti tervezésben előkompenzáció, azaz előnyitás adható meg.
A nyitás előtti kompenzáció mértékét a konkrét szerkezet és a korábbi zárási tapasztalatok alapján kell kiválasztani. Ekkor a formanyílás rajzának (nyitás előtti) és a kész rajznak a kialakítása eltérő (1. ábra).
2.2 Nagyméretű szakaszok felosztása több kisebb szakaszra
A nagyméretű alumíniumprofilok fejlesztésével számos profil keresztmetszeti kialakítása egyre nagyobb lesz, ami azt jelenti, hogy számos berendezésre, például nagy extruderekre, nagy öntőformákra, nagy alumíniumrudakra stb. van szükség a támogatásukhoz, és a gyártási költségek meredeken emelkednek. Egyes nagyméretű, illesztéssel elérhető szakaszokat a tervezés során több kisebb szakaszra kell osztani. Ez nemcsak a költségeket csökkentheti, hanem megkönnyítheti a síkfelület, a görbület és a pontosság biztosítását is (2. ábra).
2.3 Helyezzen el erősítő bordákat a síkfelület javítása érdekében
A profilszelvények tervezésekor gyakran felmerülnek síkfelületi követelmények. A kis fesztávolságú profilok síkfelülete könnyen biztosítható nagy szerkezeti szilárdságuknak köszönhetően. A nagy fesztávolságú profilok a sajtolás után közvetlenül saját gravitációjuk miatt megereszkednek, és a legnagyobb hajlítófeszültségű középső rész lesz a legkonkávabb. A falpanel hosszúsága miatt könnyen hullámok keletkezhetnek, ami rontja a sík szakaszosságát. Ezért a keresztmetszeti tervezés során kerülni kell a nagyméretű síklemez-szerkezeteket. Szükség esetén középen erősítő bordák építhetők be a síkfelület javítása érdekében. (3. ábra)
2.4 Másodlagos feldolgozás
A profilgyártási folyamat során egyes szakaszokat nehéz extrudálással elkészíteni. Még ha ez meg is valósítható, a feldolgozási és gyártási költségek túl magasak lennének. Ekkor más feldolgozási módszerek is szóba jöhetnek.
1. eset: A profilszakaszon lévő 4 mm-nél kisebb átmérőjű furatok miatt a forma nem lesz kellően szilárd, könnyen sérülhet és nehezen feldolgozható. Javasolt a kis furatok eltávolítása és fúrás használata.
2. eset: A hagyományos U alakú hornyok előállítása nem nehéz, de ha a horonymélység és a horonyszélesség meghaladja a 100 mm-t, vagy a horonyszélesség és a horonymélység aránya nem megfelelő, a gyártás során olyan problémák is felmerülhetnek, mint az elégtelen forma szilárdsága és a nyílás biztosításának nehézségei. A profilszakasz tervezésekor a nyílás zártnak tekinthető, így az eredeti, nem megfelelő szilárdságú tömör forma stabil osztott formává alakítható, és az extrudálás során nem lesz probléma a nyílás deformációjával, így a forma könnyebben megtartható. Ezenkívül a tervezés során a nyílás két vége közötti csatlakozásnál néhány részlet is elvégezhető. Például: V alakú jelek, kis hornyok stb. behelyezése, hogy azok a végső megmunkálás során könnyen eltávolíthatók legyenek (4. ábra).
2.5 Kívülről bonyolult, belülről egyszerű
Az alumínium profil extrudáló szerszámok üreges keresztmetszet szerint tömör és söntformákra oszthatók. A tömör formák feldolgozása viszonylag egyszerű, míg a söntformák feldolgozása viszonylag összetett folyamatokat foglal magában, mint például üregek és magfejek. Ezért a profilszakasz kialakításánál teljes figyelmet kell fordítani, azaz a szakasz külső kontúrja bonyolultabb lehet, a hornyok, csavarlyukak stb. a lehető legnagyobb mértékben a kerületen helyezkedjenek el, míg a belső résznek a lehető legegyszerűbbnek kell lennie, és a pontossági követelmények nem lehetnek túl magasak. Ily módon mind a formafeldolgozás, mind a karbantartás sokkal egyszerűbb lesz, és a hozam is javul.
2.6 Lefoglalt árrés
Az extrudálás után az alumínium profilok felületkezelése az ügyfél igényei szerint eltérő lehet. Ezek közül az eloxálás és az elektroforézis a vékony filmréteg miatt csekély hatással van a méretre. Ha a porbevonat felületkezelési módszerét alkalmazzák, a por könnyen felhalmozódik a sarkokban és hornyokban, és egyetlen réteg vastagsága elérheti a 100 μm-t. Ha ez egy összeszerelési pozíció, például egy csúszka, akkor 4 réteg porbevonatot kell alkalmazni. A 400 μm-ig terjedő vastagság lehetetlenné teszi az összeszerelést és befolyásolja a használatot.
Ezenkívül az extrudálások számának növekedésével és a forma kopásával a profilhornyok mérete egyre kisebb lesz, míg a csúszka mérete egyre nagyobb lesz, ami megnehezíti az összeszerelést. A fenti okok miatt a tervezés során a konkrét körülményeknek megfelelően megfelelő tartalékokat kell fenntartani az összeszerelés biztosítása érdekében.
2.7 Tűréshatár-jelölés
Keresztmetszeti tervezésnél először az összeszerelési rajzot készítik el, majd a profiltermék rajzát. A helyes összeszerelési rajz nem jelenti azt, hogy a profiltermék rajz tökéletes. Egyes tervezők figyelmen kívül hagyják a méret- és tűréshatár-jelölések fontosságát. A megjelölt pozíciók általában azok a méretek, amelyeket garantálni kell, mint például: összeszerelési pozíció, nyílás, horonymélység, horonyszélesség stb., és ezek könnyen mérhetők és ellenőrizhetők. Az általános mérettűrések esetében a megfelelő pontossági szint a nemzeti szabvány szerint választható ki. Néhány fontos összeszerelési méretet meghatározott tűréshatár-értékekkel kell megjelölni a rajzon. Ha a tűréshatár túl nagy, az összeszerelés nehezebb lesz, ha pedig túl kicsi, a gyártási költség megnő. Az ésszerű tűréshatár-tartomány a tervező napi tapasztalatszerzését igényli.
2.8 Részletes beállítások
A részletek határozzák meg a sikert vagy a kudarcot, és ugyanez igaz a profil keresztmetszetének tervezésére is. A kis változtatások nemcsak a formát védik és szabályozzák az áramlási sebességet, hanem javítják a felületi minőséget és növelik a hozamot. Az egyik gyakran használt technika a sarkok lekerekítése. Az extrudált profilok nem lehetnek teljesen éles sarkok, mivel a huzalvágáshoz használt vékony rézhuzaloknak is vannak átmérőik. Azonban az áramlási sebesség a sarkoknál lassú, a súrlódás nagy, a feszültség koncentrált, gyakran vannak olyan helyzetek, amikor az extrudálási nyomok szembetűnőek, a méret nehezen szabályozható, és a formák hajlamosak a lepattogzásra. Ezért a lekerekítési sugarat a lehető legnagyobbra kell növelni anélkül, hogy ez befolyásolná a használatát.
Még ha egy kis extrudálógéppel is gyártják, a profil falvastagsága nem lehet kisebb 0,8 mm-nél, és a szakasz egyes részeinek falvastagsága nem térhet el négyszeresnél jobban. A tervezés során átlós vonalak vagy ívátmenetek használhatók a falvastagság hirtelen változásainál, hogy biztosítsák a szabályos kisülési alakot és a könnyű szerszámjavítást. Ezenkívül a vékony falú profilok jobb rugalmassággal rendelkeznek, és egyes merevítőlécek, lécek stb. falvastagsága körülbelül 1 mm lehet. A tervezés során számos alkalmazási lehetőség van a részletek beállítására, például a szögek beállítására, az irányok megváltoztatására, a konzolok rövidítésére, a rések növelésére, a szimmetria javítására, a tűrések beállítására stb. Röviden, a profil keresztmetszetének tervezése folyamatos összefoglalást és innovációt igényel, és teljes mértékben figyelembe veszi a szerszámtervezés, a gyártás és a termelési folyamatok közötti kapcsolatot.
3. Következtetés
Tervezőként a profilgyártásból származó legjobb gazdasági előnyök elérése érdekében a termék teljes életciklusának minden tényezőjét figyelembe kell venni a tervezés során, beleértve a felhasználói igényeket, a tervezést, a gyártást, a minőséget, a költségeket stb., és törekedni kell a termékfejlesztés elsőre sikeres elérésére. Ehhez a termékgyártás napi nyomon követése, valamint az első kézből származó információk gyűjtése és felhalmozása szükséges a tervezési eredmények előrejelzése és előzetes korrigálása érdekében.
Közzététel ideje: 2024. szeptember 10.
