Τι είναι η διαδικασία διέλασης αλουμινίου; 

Η διέλαση αλουμινίου δεν έχει εκτιμηθεί μόνο ως προς το γεγονός ότι αποτελεί ένα ισχυρό, αλλά ελαφρύ εξάρτημα, αλλά και ως προς την ευελιξία και την οικονομική αποδοτικότητα του σχεδιασμού της. Χρησιμοποιείται στις κατασκευές, την αεροδιαστημική, την αυτοκινητοβιομηχανία και την ηλεκτρονική βιομηχανία και σχεδόν παντού ενδιάμεσα. Η διέλαση αλουμινίου συγκαταλέγεται μεταξύ των διαδικασιών που υποδηλώνουν μια εξίσωση μεταξύ καινοτόμων σχεδίων και αποτελεσματικής παραγωγής, η οποία είναι έτοιμη να γίνει μια από τις κυρίαρχες διαδικασίες της μεταποιητικής βιομηχανίας.

Το αλουμίνιο είναι ένα από τα πιο δημοφιλή μέταλλα στις σύγχρονες βιομηχανίες, καθώς εκτιμάται λόγω του ελαφρού βάρους, της αντοχής, της ανθεκτικότητας και της ικανότητάς του να αντιστέκεται στη διάβρωση. Το αλουμίνιο είναι πιο εμφανές στη ζωή μας- στην κατασκευή των ουρανοξυστών στις πόλεις μας, στα αυτοκίνητα που οδηγούμε και σε άλλα gadgets που χρησιμοποιούμε στην καθημερινή μας ζωή. Μια από τις πιο ζωτικές διαδικασίες κατασκευής που έχει εξασφαλίσει την ευελιξία είναι η διαδικασία διέλασης αλουμινίου.

Η εξώθηση αναφέρεται γενικά σε μεθόδους παραμόρφωσης μετάλλων, κατά τις οποίες το μέταλλο ωθείται ή συμπιέζεται μέσω μιας μήτρας με τρόπο παρόμοιο με την οδοντόκρεμα. Στο αλουμίνιο, μεγαλύτερα συνεχή τμήματα τελικών, προκαθορισμένων σχημάτων διατομής διαμορφώνονται με εμβολισμό στερεών αντικειμένων που μοιάζουν με μπλοκ (γνωστά ως billets) μέσα από μια ήδη θερμαινόμενη μήτρα. Αυτά τα προφίλ μπορεί να είναι απλές ράβδοι, σωλήνες ή ιδιαίτερα πολύπλοκα και ειδικά κατασκευασμένα στο βαθμό που θα ικανοποιούν τις απαιτήσεις μιας συγκεκριμένης βιομηχανίας.

Σε αυτό το άρθρο, θα μάθουμε τα πάντα για τη διαδικασία διέλασης αλουμινίου: την ιστορία της, τη διαδικασία διέλασης, τους τύπους, τις εφαρμογές, τα πλεονεκτήματα και τους περιορισμούς και τις αυξανόμενες δυνατότητές της στο μέλλον της κατασκευής.

Ιστορική αναδρομή

Η ιδέα της εξώθησης ως διαδικασίας παραγωγής ανάγεται στα τέλη του 18ου αιώνα. Η πρώτη γνωστή εξώθηση ήταν αυτή του Βρετανού εφευρέτη Joseph Bramah, ο οποίος κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας το 1797. Αντίθετα, χρησιμοποίησε μια διαδικασία που περιλάμβανε την ώθηση εύκαμπτων μετάλλων, όπως ο μόλυβδος, μέσω μιας μήτρας για να διαμορφώσει μακριά, πανομοιότυπα κομμάτια και κυρίως σωλήνες. Η προεργασία της διαδικασίας της διέλασης ήταν μια εφεύρεση.

Μέχρι το μεγαλύτερο μέρος του 19ου αιώνα, η εξώθηση των μαλακότερων μετάλλων είχε ανασταλεί από την τεχνολογία. Η πραγματική επανάσταση έγινε στις αρχές του 220ου αιώνα, όταν ανακαλύφθηκαν οικονομικοί τρόποι παραγωγής αλουμινίου. Η απόκτηση του αλουμινίου οδηγήθηκε σε χαμηλότερες τιμές και σε παραγωγή μεγάλης κλίμακας με την εφεύρεση, το 1886, από τον Charles Martin Hall στις Ηνωμένες Πολιτείες και ξεχωριστά από τον Paul H. Roult στη Γαλλία, της διαδικασίας Hall-Heroult. Μετά την ανακάλυψη του αλουμινίου, δεν άργησαν να δουν οι επιστήμονες και οι κατασκευαστές τις δυνατότητες που είχε να προσφέρει η διέλαση.

Η χρήση της τεχνολογίας διέλασης αλουμινίου άρχισε να κερδίζει έδαφος τη δεκαετία του '20, ιδιαίτερα στην Ευρώπη και τη Βόρεια Αμερική. Χρησιμοποιήθηκε σε μεγάλη κλίμακα κατά τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο, όταν οι βιομηχανίες απαιτούσαν ένα ελαφρύ αλλά ανθεκτικό υλικό σε αεροσκάφη, οχήματα που χρησιμοποιούνταν από τον στρατό και κτίρια. Έκτοτε, η τεχνολογία της χύτευσης με γραμμές έχει εφευρεθεί και έχει επεκταθεί πολύ περισσότερο από τη διέλαση αλουμινίου που πρωτοεμφανίστηκε στους στρατιωτικούς τομείς.

Τι είναι το εξηλασμένο αλουμίνιο;

Η διέλαση αλουμινίου είναι η εμπορική φυσική μέθοδος που χρησιμοποιείται για την πλαστικοποίηση του στερεού αλουμινίου σε σχήματα μακρού μήκους με συγκεκριμένες διατομές. Η ιδέα είναι απλή: ένα μπλοκ αλουμινίου (billet) θερμαίνεται σε εύπλαστο στάδιο και πιέζεται υπό έντονη πίεση από μια μήτρα από χάλυβα. Κατά την πίεση μέσω της μήτρας, το αλουμίνιο παίρνει το σχήμα του ανοίγματος, είτε ευθύγραμμο, είτε κοίλο, είτε συμπαγές, είτε σε ιδιαίτερα περίπλοκο προφίλ.

Η αναλογία που εφαρμόζεται καλύτερα στην εξώθηση είναι η εξώθηση ενός σωληναρίου οδοντόκρεμας. Όπως η οδοντόκρεμα παίρνει το σχήμα του ακροφυσίου, έτσι και το αλουμίνιο που εξωθείται παίρνει το σχήμα της μήτρας. Το πλεονέκτημα της διέλασης αλουμινίου είναι η δυνατότητα κατασκευής ελαφρών αλλά ισχυρών εξαρτημάτων με ακριβές σχήμα.

Τα προκύπτοντα προφίλ διέλασης μπορούν να απογυμνωθούν σε διάφορα μήκη και υπόκεινται επίσης σε περαιτέρω φινίρισμα, συμπεριλαμβανομένης της ανοδίωσης, της βαφής σε σκόνη και του φινιρίσματος. Όλες αυτές οι αναβαθμίσεις αυξάνουν την απόδοση, τη φθορά και την εμφάνιση. Λόγω της ευελιξίας της, έχει γίνει μία από τις διεργασίες διέλασης, το πεδίο εφαρμογής της οποίας έχει καταφύγει σε διάφορους κλάδους, όπως η κατασκευαστική βιομηχανία, η αεροπορική βιομηχανία, η ηλεκτρονική βιομηχανία, οι μεταφορές και ακόμη και η βιομηχανία καταναλωτικών προϊόντων. Δεν είναι απλώς η διαδικασία αλλά μια ζωτική γέφυρα μεταξύ του φυσικού ανοξείδωτου χάλυβα και της απορροφημένης λειτουργικότητας που καθορίζει την τρέχουσα μηχανική και την υψηλή κατασκευή.

Διαδικασία διέλασης αλουμινίου σε βήματα

Χαρακτηρισμός του προφίλ & επιλογή του κράματος

• Οι μηχανικοί βελτιστοποιούν τη διατομή (σχήμα) και τις ανοχές και στη συνέχεια επιλέγουν ένα κράμα (π.χ. κράμα 6xxx για χρήση σε αρχιτεκτονικές ή αυτοκινητοβιομηχανικές εφαρμογές) που εξισορροπεί την αντοχή, την αντοχή στη διάβρωση, τη δυνατότητα κατεργασίας και το φινίρισμα.
• Οι αρχικές αποφάσεις σχετικά με το σχεδιασμό της μήτρας, τη φόρτιση της πρέσας, τη διαδρομή θερμικής επεξεργασίας και το κόστος υπαγορεύονται από εναλλακτικές λύσεις.

Χύτευση και βάφτιση του Billet

• Οι κύλινδροι (billets) αλουμινίου κόβονται από μακριούς κορμούς.
• Για να ξεπεραστούν αυτές οι εσωτερικές διαφορές στη μικροδομή, τα τεμάχια περνούν από μια διαδικασία ομογενοποίησης (θερμική διαβροχή) για να εξομαλυνθεί η εσωτερική μικροδομή, βοηθώντας στην εξομάλυνση της ροής κατά τη διαδικασία εξώθησης και μειώνοντας προβλήματα όπως το σχίσιμο που εμφανίζεται πλευρικά στην επιφάνεια.

Scalp ή Saw Inspect Billet

• Το εξωτερικό μέταλλο ή το δέρμα του τεμαχίου μπορεί να αφαιρεθεί (ένα λεπτό μέταλλο αφαιρείται) για να αφαιρεθούν τα επιφανειακά εγκλείσματα.
• Το μήκος της πρέσας κόβεται στη χωρητικότητα της πρέσας- οι επιφάνειες εξετάζονται ως απαλλαγμένες από ρωγμές και πορώδες.

Θερμάνετε το Billet

• Οι μπιλέτες θερμαίνονται σε κανονική θερμοκρασία 400 έως 500 °C (ανάλογα με το κράμα), μαλακώνοντας αλλά όχι λιώνοντας το μέταλλο.
• Η κατάλληλη θερμοκρασία ελαχιστοποιεί τις κορυφογραμμές, εγγυάται ροή και διατηρεί σταθερή πίεση καθώς και καλό φινίρισμα της επιφάνειας.

Κατασκευάστε τη μήτρα και τα εργαλεία

• Μια μήτρα από σκληρυμένο χάλυβα (το "καλούπι" της διατομής) προετοιμάζεται, γυαλίζεται και προθερμαίνεται (συχνά ~430 έως 500 °C) για να μειωθεί το θερμικό σοκ και να προαχθεί η ομοιόμορφη ροή του μετάλλου.
• Τα εργαλεία είναι τα υποστυλώματα, τα υποστυλώματα και ένα ομοίωμα μπλοκ όπου ο εμβολέας χτυπά την επιφάνεια του τεμαχίου.

Λίπανση και προετοιμασία της πρέσας

• Το δοχείο, η μήτρα και το ομοίωμα του μπλοκ προετοιμάζονται- εφαρμόζεται κατάλληλο λιπαντικό (γραφίτης, γυαλί ή ειδικά λιπαντικά ανάλογα με το κράμα/τη διαδικασία).
• Η αξιολόγηση της σωστής ευθυγράμμισης θα μειώσει τις γραμμές της μήτρας, την εκκεντρότητα και την ασύμμετρη φθορά των ρουλεμάν.

Φορτώστε το Billet και QC Ξεκινήστε την πρέσα

• Το καυτό τεμάχιο περικλείεται στο δοχείο πρέσας.
• Στην άμεση εξώθηση, ο έμβολος αναγκάζεται να ωθήσει το τεμάχιο μέσα από την ακίνητη επιφάνεια της μήτρας- στην έμμεση εξώθηση, υπάρχει η πίεση της ακίνητης μήτρας πάνω σε ένα ακίνητο τεμάχιο (η τριβή μειώνεται και η επιφάνεια είναι καλύτερη).

Breakthrough Extrusion, σταθερή

• Η διάρρηξη είναι η αρχική στιγμή κατά την οποία το μέταλλο παίρνει σχήμα προφίλ. Χειριστές: Οι χειριστές σταθεροποιούν την ταχύτητα του εμβόλου (συνήθως της τάξης των mm/s) και την πίεση και διατηρούν τις διαστάσεις και την ποιότητα της επιφάνειας.
• Η σταθερή ροή είναι απαραίτητη, διότι ο πολύ υψηλός ρυθμός ενδέχεται να προκαλέσει σχισίματα, ενώ ο πολύ χαμηλός μπορεί να οδηγήσει σε ψυχρούς γύρους ή παραλαβή της μήτρας.

Τσινκίσματα στο τραπέζι

• Το συνεχές προφίλ απομακρύνεται από τη μήτρα και εναποτίθεται σε ένα τραπέζι εξόλκευσης. Ένας εξολκέας τοποθετείται κάτω από το προφίλ για να αποτρέψει τη χαλάρωση και τη συστροφή.
• Η σωστή στήριξη δεν καμπυλώνει (λυγίζει) και δεν έχει διαστατική απόκλιση.

Γρήγορη ψύξη (άμεση απόσβεση)

• Τα κράματα που μπορούν να υποστούν θερμική επεξεργασία μπορούν να ψυχθούν για να αποκτήσουν την επιθυμητή μικροδομή με απόσβεση του προφίλ αμέσως μετά την έξοδο με αέρα, ομίχλη, ψεκασμό ή νερό.
• Η ένταση της απόσβεσης επιλέγεται ώστε να διατηρείται μια ισορροπία μεταξύ της δυναμικής αντοχής και του ελέγχου της παραμόρφωσης.

Θερμοκρασία χειρισμού για ψύξη

Τα προφίλ ψύχονται στο τραπέζι μετά την απόσβεση μέχρι να μπορούν να χειριστούν χωρίς αποτύπωμα ή στρέβλωση.

Η μαλακή, ελεγχόμενη ψύξη ελαχιστοποιεί τις υπολειμματικές τάσεις.

Τέντωμα / ίσιωμα

• Τα προφίλ επεκτείνονται (συνήθως ~0,5% παραμόρφωση) για να εξαλειφθούν τα κυρτώματα, οι στροφές και οι παραμένουσες τάσεις.
• Αυτή η διαδικασία ευθυγραμμίζει και αγκυρώνει την ευθυγραμμία και διατηρεί τα εξαρτήματα διαστατικά σταθερά μετά την κατεργασία.

Κοπή στο μήκος

• Ανάλογα με το επιθυμητό μήκος, ο μακρύς κλώνος είτε κόβεται με πριόνι στο εμπορικό μήκος (π.χ. 3 m ή 8 m) είτε σε μήκη κοντά στο δίχτυ, έτοιμα για να επεξεργαστούν αργότερα.
• Τα άκρα επισημαίνονται και παρακολουθούνται με ένδειξη.

Θερμική επεξεργασία (όπου απαιτείται)

• T5: Έγινε δοκιμή κοπής μετά από απόσβεση των τεμαχίων και χωρίς να εφαρμοστεί τίποτα (σκλήρυνση κατά την ηλικία). Η κοινή ανόπτηση πραγματοποιείται στους 160 8200 βαθμούς Κελσίου για διάστημα αρκετών ωρών (οι συνταγές ποικίλλουν ανάλογα με το κράμα/το είδος).
• Θερμική επεξεργασία διαλύματος (500-545 °C (κράμα που εξαρτάται), ταχεία απόσβεση, στη συνέχεια τεχνητή ηλικία (160-190 °C) για να επιτευχθεί μεγαλύτερη αντοχή.
• Οι συνταγές βελτιστοποιούνται για την ιδιότητα ενδιαφέροντος και την παραμόρφωση.

Φινίρισμα επιφάνειας (προαιρετικό)

• Η ανοδίωση σχηματίζει μια προστατευτική, ανθεκτική στη διάβρωση σκληρυμένη επίστρωση οξειδίου (η οποία μπορεί να είναι διαφανής ή έγχρωμη).
• Μια εξωτερική επικάλυψη με επίστρωση σκόνης ή βαφή παρέχει χρώμα και πρόσθετη προστασία.
• Τα μηχανικά φινιρίσματα (βούρτσισμα, στίλβωση, αμμοβολή) ρυθμίζουν την εμφάνιση και την αίσθηση.

Κατεργασία και κατασκευή (ανάλογα με τις ανάγκες)

Τα προφίλ είναι επεξεργασμένα με CNC, διάτρητα, τρυπημένα, με τρύπες ή λυγισμένα.

Οι ιδιοσυσκευές παρέχουν επαναληψιμότητα του ελέγχου ανοχής σε λεπτές ή πολύπλοκες διατομές.

Δοκιμή και έλεγχος ποιότητας

• Δισδιάστατες επιθεωρήσεις: πάχος τοιχώματος, πλάτος/ύψος, ευθύτητα, συστροφή, επιπεδότητα και θέση των οπών.
• Επιφανειακός έλεγχος: Γραμμές κύβων, μάζεμα, φλυαρία, φλοιός πορτοκαλιού, κουκούτσια, ραβδώσεις.
• Μηχανικές δοκιμές: σκληρότητα, εφελκυσμός/επιμήκυνση (σύμφωνα με τις προδιαγραφές), πρόσφυση επικαλύψεων και ανοδικό πάχος φιλμ.
• Μεταλλογραφία και αγωγιμότητα: Οι δοκιμές πραγματοποιούνται όπου το απαιτούν τα πρότυπα αεροναυπηγικής/αυτοκινητικής τεχνολογίας.

Συντονισμός και συντήρηση της μήτρας

Όταν ο έλεγχος των διαστάσεων ή το φινίρισμα της επιφάνειας είναι εκτός ελέγχου, το μήκος των ρουλεμάν και η ισορροπία ροής μπορούν να τροποποιηθούν- οι μήτρες μπορούν να γυαλιστούν και, όταν δεν είναι απολύτως απαραίτητο, να νιτριωθούν- οι μήτρες γυαλίζονται και καθαρίζονται.

• Μια καλή διατροφή θα αυξήσει τη ζωή και τη συνέπεια.
• Διαχείριση και ανακύκλωση θραυσμάτων
• Τα υπολείμματα από το άκρο (το άκρο που πιέζεται και δεν μπορεί να προωθηθεί) και τα υπολείμματα από το τελείωμα ανακτώνται από το κράμα και ανακυκλώνονται.
• Η εξώθηση είναι εξαιρετικά βιώσιμη, καθώς τα απορρίμματα χρησιμεύουν για την επιστροφή στη χύτευση.

Συσκευασία & Logistics

• Τα προφίλ συσκευάζονται σε περιτυλίγματα, τοποθετούνται σε ράφια και στη συνέχεια προστατεύονται με αποστάτες/μεμβράνες για να αποφευχθούν ζημιές κατά τη μεταφορά και σημάδια από γδαρσίματα.
• Για να παρέχουν πλήρη ιχνηλασιμότητα, οι ετικέτες καταγράφουν πληροφορίες σχετικά με το κράμα, την ιδιοσυγκρασία, την παρτίδα και τη θερμική κατεργασία.

Γιατί κάθε βήμα μετράει

• Ο έλεγχος της θερμοκρασίας (ροής, σώματος, δοχείου) είναι ένα μέτρο ελέγχου της ροής.
• Η απόσβεση και η γήρανση είναι οι τελικές μηχανικές ιδιότητες
• Τα προφίλ είναι καθαρά, σφιχτά στις ανοχές, και κατεργασμένα και σε ορισμένες περιπτώσεις τεντωμένα.
• Η συντήρηση και η ανακύκλωση απορριμμάτων διατηρείται σε ανταγωνιστικό κόστος και η διαδικασία είναι φιλική προς το περιβάλλον.
• Κανονικές παράμετροι (πριν από τη συμβουλή): billet400-500C; προθέρμανση μήτρας 430-500C; θερμική επεξεργασία διαλύματος 500-545C, γήρανση 160-200C. Οι πραγματικές τιμές ποικίλλουν ανάλογα με το κράμα, τη γεωμετρία του προφίλ και το μέγεθος και τις προδιαγραφές της πρέσας.

Τα συστατικά που χρησιμοποιούνται στην εξώθηση αλουμινίου

Η διέλαση αλουμινίου βασίζεται στην επιλογή του σωστού κράματος αλουμινίου που θα ταιριάζει στις μηχανικές, θερμικές και διαβρωτικές απαιτήσεις. Οι ιδιότητες που απαιτούνται από τις διάφορες βιομηχανίες διαφέρουν, επομένως η επιλογή των κραμάτων καθορίζεται από την αντοχή, την ολκιμότητα, την αντοχή στη διάβρωση και τη δυνατότητα θερμικής επεξεργασίας.

Σειρά 1000 (πρακτικά καθαρό αλουμίνιο)

• Σύνθεση: Αλουμίνιο 99%+
• Πλεονεκτήματα: Υπέροχη αντιδιαβρωτική ιδιότητα, καλή θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα, μαλακή και όλκιμη
• Εφαρμογές: Ηλεκτρικά προϊόντα, χημικός εξοπλισμός, αρχιτεκτονικές διακοσμητικές ταινίες

Σειρά 3000 (κράματα Al-Mn)

• Πλεονεκτήματα: Το υλικό αντιστέκεται καλά στη διάβρωση, έχει μέτρια αντοχή και μπορεί να σχηματίσει καλά
• Εφαρμογές: Στέγες, πλαισιώσεις, υδρορροές & δοχεία ποτών, αρχιτεκτονικά πάνελ

Σειρά 5000 (κράματα Al-Mg)

• Πλεονεκτήματα: Καλή αντίσταση στη διάβρωση, μεσαία αντοχή (υψηλή) στη διάβρωση, μη θερμικά επεξεργασμένο
• Εφαρμογές: Ναυτιλιακά, υποστηρικτικά πάνελ αυτοκινήτων, μεταφορές, δεξαμενές αποθήκευσης χημικών ουσιών

Σειρά 6000 (κράματα Al-Mg-Si)

• Πλεονεκτήματα: Μεγάλη αναλογία αντοχής προς βάρος, ικανότητα αντίστασης στη διάβρωση και δυνατότητα θερμικής κατεργασίας
• Εφαρμογές:  Προϊόντα αεροδιαστημικής δομής, ανταλλακτικά αυτοκινήτων, αρχιτεκτονικά εξωθημένα προϊόντα, κιγκλιδώματα και πλαίσια παραθύρων

Σειρά 7000 (κράματα Al-Zn-Mg-Cu)

• Χαρακτηριστικά: υψηλής αντοχής, με μέτρια αντοχή στη διάβρωση, με δυνατότητα θερμικής κατεργασίας
• Εφαρμογές: δομικά μέρη υψηλής καταπόνησης, αθλητικά αξεσουάρ υψηλής απόδοσης

Allothers Speciality Alloys

• Προσαρμοσμένη: Να χρησιμοποιείται στη θερμική αγωγιμότητα, την ηλεκτρική αγωγιμότητα ή τη διακόσμηση
• Χρήσεις: Χρήση: Ηλεκτρονικές ψύκτρες, διάφορα εξαρτήματα μεταφοράς, ασυνήθιστες αρχιτεκτονικές χρήσεις.s
• Σημείωση: Η επιλογή του κράματος επηρεάζει τη θερμοκρασία εξώθησης, τη δομή της μήτρας και την επακόλουθη θερμική επεξεργασία.

Για να διατηρηθεί η ομοιότητα της σύνθεσης, επαναχρησιμοποιούνται συχνά ανακυκλώσιμα θραύσματα αλουμινίου που περιέχουν το ίδιο κράμα.

Πίνακας γρήγορης αναφοράς υλικών διέλασης αλουμινίου

Ένας τεχνικός πίνακας των πιθανών κοινών κραμάτων αλουμινίου που χρησιμοποιούνται στην εξώθηση, των κύριων ιδιοτήτων και των καθιερωμένων παραμέτρων εξώθησης ως εξής:

Τύποι διέλασης αλουμινίου 

Η διαδικασία διέλασης αλουμινίου μπορεί να πραγματοποιηθεί με διάφορες μεθόδους και εξαρτάται από την απαραίτητη αντοχή του προϊόντος, τη μορφολογία του σχήματος και την αποτελεσματικότητα της παραγωγής. Αυτές είναι κυρίως τέτοιου είδους:

• Θερμή εξώθηση: Είναι η πιο συνηθισμένη, αλλά τα τεμάχια αλουμινίου θερμαίνονται στην περιοχή των 400-500 °C και πιέζονται μέσα από μια μήτρα. Η θέρμανση καθιστά το μέταλλο μαλακό και, ως εκ τούτου, ρέει ελεύθερα και με λιγότερη πίεση. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή ενός ευρέος συνδυασμού προφίλ που χρησιμοποιούνται στους τομείς των κατασκευών, της αυτοκινητοβιομηχανίας και της γενικής μηχανικής.
• Ψυχρή εξώθηση: Σε θερμοκρασία δωματίου ή κοντά σε αυτήν, η μέθοδος αυτή έχει υψηλότερο φορτίο αλλά ισχυρότερα προϊόντα, τα οποία είναι πιο λεπτοδουλεμένα και διαστατικά πιο ακριβή. Βρίσκει πολυάριθμες εφαρμογές σε βιομηχανίες όπως η ηλεκτρονική και η αεροδιαστημική και αποτελείται από εξαρτήματα ακριβείας.
• Άμεση εξώθηση: Εδώ, το τεμάχιο και ο έμβολος κινούνται προς την ίδια κατεύθυνση, ωθώντας το αλουμίνιο μέσα από τη μήτρα. Είναι εύκολη και βολική και είναι η πιο συνηθισμένη μέθοδος που εφαρμόζεται.
• Έμμεση εξώθηση: Σε αυτή την περίπτωση, η μήτρα κινείται προς την αντίθετη κατεύθυνση από το τεμάχιο. Αυτό ελαχιστοποιεί τις τριβές και ενισχύει την ομοιομορφία, αποδίδοντας πιο ομαλές επιφάνειες και αυξημένη διάρκεια ζωής του εργαλείου.
• Εξώθηση με κρούση: Αυτό εφαρμόζεται ευρέως στην παραγωγή λεπτών και κοίλων προϊόντων, π.χ. δοχεία, σωλήνες και περιβλήματα, καθώς και στην κρουστική διέλαση για τη διαμόρφωση αλουμινίου με υψηλές ταχύτητες.

Εφαρμογές διέλασης αλουμινίου

1. Κτίριο και αρχιτεκτονική

Εξώθηση αλουμινίου χρησιμοποιούνται συνήθως στις κατασκευές σε τομείς όπως τα πλαίσια παραθύρων, οι κουρτίνες, οι στέγες, ο διαχωρισμός και τα κιγκλιδώματα. Είναι ανθεκτικά, μπορούν να ανοδιωθούν ή να επικαλυφθούν με πούδρα και είναι αισθητικά ευχάριστα.

2. Βιομηχανία αυτοκινήτων

Το σημαντικό στοιχείο ασφαλείας του αλουμινίου διέλασης χρησιμοποιείται σε συστήματα διαχείρισης συγκρούσεων, δοκούς προφυλακτήρων, ράγες οροφής και εξαρτήματα του πλαισίου. Αυτά τα εξαρτήματα καθιστούν τα οχήματα ελαφρύτερα και επιτυγχάνουν μια ισχυρή δομή του οχήματος, με αποτέλεσμα να μεταφράζεται σε αποδοτικότητα καυσίμου και ασφάλεια των επιβατών.

3. Αεροδιαστημικός τομέας

Άλλες αεροδιαστημικές εφαρμογές διέλασης αλουμινίου περιλαμβάνουν τους δρομείς των καθισμάτων των αεροσκαφών, τη δομή της ατράκτου και την εσωτερική δομή της καμπίνας. Είναι απαραίτητα για την ασφάλεια των αεροπορικών ταξιδιών, καθώς είναι αξιόπιστα και συνεπή.

4. Ηλεκτρονικά και ηλεκτρικά

Το αλουμίνιο έχει επίσης καλή θερμική αγωγιμότητα, γεγονός που επιτρέπει στις εξωθήσεις του να είναι χρήσιμες σε ψύκτρες, περιβλήματα και διαχειριστές καλωδίων. Βοηθούν στη θέρμανση εξοπλισμού όπως υπολογιστές, συστήματα LED και βιομηχανικά ηλεκτρονικά συστήματα.

5. Μεταφορές και σιδηρόδρομοι

Παραδείγματα διέλασης που χρησιμοποιούνται σε βαγόνια τρένων, συστήματα μετρό και θαλάσσιες κατασκευές, χάρη στην αντοχή τους, την ελαφρότητα και την ανθεκτικότητά τους στα σκληρά περιβάλλοντα στα οποία βρίσκονται.

6. Καταναλωτικά αγαθά

Προϊόντα καθημερινής χρήσης, όπως έπιπλα, αθλητικός εξοπλισμός, σκάλες και συσκευές κουζίνας, κατασκευάζονται συνήθως με τη χρήση προφίλ αλουμινίου διέλασης για να παρέχουν ανθεκτικότητα, ευκολία στο χειρισμό και εμφάνιση.

Οφέλη της διέλασης αλουμινίου 

1. Ευελιξία σχεδιασμού

Η διέλαση αλουμινίου προσφέρει τη δυνατότητα δημιουργίας σχημάτων και προφίλ που διαφορετικά θα ήταν πολύπλοκα ή αδιανόητα και δεν θα μπορούσαν να δημιουργηθούν με άλλες κατασκευαστικές διαδικασίες. Οι διατομές μπορούν επίσης να προσαρμοστούν ώστε να ανταποκρίνονται σε μια συγκεκριμένη λειτουργική ή αισθητική απαίτηση.

2. Ισχυρό και ταυτόχρονα ελαφρύ

Η αναλογία αντοχής προς βάρος του αλουμινίου είναι αρκετά καλή και ένα εξάρτημα διέλασης από αυτό το μέταλλο είναι ισχυρό χωρίς να είναι βαρύ. Αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο στην αυτοκινητοβιομηχανία, την αεροδιαστημική και τις μεταφορές, όπου η ελαφρότητα οδηγεί σε αύξηση της αποδοτικότητας και των επιδόσεων.

3. Αντοχή στη διάβρωση

Το αλουμίνιο διαθέτει ένα φυσικό προστατευτικό στρώμα μέσω του σχηματισμού οξειδίου, ενώ τα προφίλ μπορούν επίσης να επικαλυφθούν με ανοδίωση και επίστρωση σε σκόνη, γεγονός που αυξάνει περαιτέρω την αντοχή και τη διάρκεια ζωής των προϊόντων που παραμένουν συνεχώς σε εξωτερικό περιβάλλον ή σε άλλες δύσκολες συνθήκες.

4. Κόστος-αποτελεσματικότητα

Η διέλαση παρέχει μια μέθοδο μαζικής παραγωγής για την παραγωγή τυποποιημένων προφίλ σε μια εξαιρετικά αποδοτική, οικονομικά αποδοτική διαδικασία, με περιορισμένη σπατάλη υλικού. Η ανακύκλωση απορριμμάτων αλουμινίου κατά τη διαδικασία μειώνει και πάλι τα έξοδα.

5. Βιωσιμότητα

Το αλουμίνιο μπορεί να ανακυκλωθεί κατά 100 % χωρίς να χάσει τις ιδιότητές του. Οι διεργασίες διέλασης κάνουν χρήση των περισσευούμενων τεμαχίων και απορριμμάτων, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν ξανά για να εξασφαλιστεί μια φιλική προς το περιβάλλον διαδικασία κατασκευής.

6. Ποικιλομορφία στις βιομηχανίες

Το εξηλασμένο αλουμίνιο έχει εφαρμογές στις κατασκευές, την αυτοκινητοβιομηχανία, την αεροδιαστημική, τα ηλεκτρονικά και τα καταναλωτικά αγαθά, γεγονός που το καθιστά ένα από τα πιο ευέλικτα υλικά για την αντιμετώπιση διαφορετικών τεχνικών προβλημάτων.

Περιορισμοί της διέλασης αλουμινίου

Όπως σε κάθε άλλη διαδικασία, η εξώθηση έχει και αυτή τις προκλήσεις της:

• Κόστος εκκίνησης: Η κατασκευή μήτρας είναι μια δεξιότητα και μια δαπανηρή διαδικασία.
• Περιορισμός μεγέθους: Κομμάτια που είναι υπερβολικά μεγάλα μπορεί να μην είναι πρακτικά όσον αφορά τη χωρητικότητα της πρέσας.
• Επιφανειακά ελαττώματα: Ο κακός έλεγχος της θερμοκρασίας ή της πίεσης μπορεί να προκαλέσει ρωγμή ή ασυνεχές φινίρισμα.
• Απώλεια υλικών αποβλήτων: Κατά την εξώθηση υπάρχει απώλεια κάποιου υλικού από το τεμάχιο.

Παρά τις ελλείψεις αυτές, η έρευνα και η τεχνολογική ανάπτυξη μειώνουν συνεχώς τα αρνητικά αποτελέσματα.

Μέλλον και αλουμίνιο με καινοτομίες στην εξώθηση αλουμινίου

Τα εργοστάσια διέλασης αλουμινίου αλλάζουν με τη βοήθεια των τεχνολογικών αλλαγών. Μεταξύ των τάσεων που αξίζει να αναφερθούν είναι η αύξηση των μελών του Κομμουνιστικού Κόμματος της Κίνας.

• Ρομποτική και αυτοματισμοί: Η ρομποτική και η αυτοματοποίηση γίνονται ο βασικός πυλώνας του χειρισμού ακριβείας για την εξάλειψη των ανθρώπινων διαδικασιών.
• Προηγμένα κράματα: Η πρόοδος στον τρόπο με τον οποίο τα κράματα αλουμινίου γίνονται ισχυρότερα και πιο συγκεκριμένα αυξάνει τις χρήσεις τους.
• Βιώσιμες πρακτικές: Αύξηση του επιπέδου ανακύκλωσης και αποδοτική χρήση της ενέργειας κατά την εξώθηση.
• Εκτύπωση με τρισδιάστατη εξώθηση: Πρόκειται για έναν συνδυασμό εξώθησης και προσθετικής κατασκευής για την παροχή ταχείας πρωτοτυποποίησης.

Δεδομένου ότι οι βιομηχανίες απαιτούν ελαφριά, ισχυρά υλικά που είναι επίσης βιώσιμα, η διέλαση αλουμινίου βρίσκεται στο δρόμο για να γίνει ακόμη πιο ενεργός συμμετέχων στην παγκόσμια οικονομία.

Συμπέρασμα

Οι τεχνικές διέλασης αλουμινίου αποτελούν τη βάση της σύγχρονης κατασκευής και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία ισχυρών, ελαφρών και ευέλικτων εξαρτημάτων και στοιχείων που χρησιμοποιούνται σε μια ευρεία ποικιλία βιομηχανιών. Με εξειδικευμένες μήτρες, οι κατασκευαστές μπορούν να εξωθούν εξαιρετικά θερμαινόμενες ράβδους αλουμινίου σε συνεχή προφίλ που έχουν πολύ ακριβείς διαστάσεις και πολύ σύνθετες μορφές. Η διαδικασία μπορεί να είναι πολύ ευέλικτη και με αυτή τη διαδικασία μπορεί να παραχθεί οτιδήποτε χαμηλό, όπως μια απλή ράβδος ή ένας σωλήνας, μέχρι πολύπλοκα αρχιτεκτονικά ή αυτοκινητιστικά προφίλ.

Η εξώθηση έχει τα ακόλουθα σημαντικά πλεονεκτήματα: Ευελιξία σχεδιασμού: Εξώθηση: Η εξώθηση μπορεί να παράγει μεγάλο αριθμό σχεδίων. Αντοχή προς βάρος: Το υλικό διέλασης παρέχει υψηλή αναλογία αντοχής προς βάρος. Αντοχή στη διάβρωση: Η διέλαση μπορεί να παράγει υλικά με υψηλή αντοχή στη διάβρωση. Οικονομικά αποδοτικό: Η διέλαση είναι οικονομική. Ανακύκλωση: Η διέλαση μπορεί να ανακυκλωθεί. Εφαρμόζεται σε πληθώρα τομέων: κατασκευές, μεταφορές και αεροδιαστημική μέχρι ηλεκτρονικά και καταναλωτικά αγαθά, καταδεικνύοντας τη σημασία της στην καθημερινή ζωή και τη βιομηχανική καινοτομία.

Παρόλο που υπάρχουν μειονεκτήματα στη διέλαση αλουμινίου, ιδίως το κόστος των αρχικών μήτρων και ο περιορισμός του μεγέθους, με τις συνεχείς προσπάθειες για αυτοματοποίηση, ανάπτυξη κραμάτων και έλεγχο της διαδικασίας, οι δυνατότητες αυτής της μορφής παραγωγής αυξάνονται. Με τις βιομηχανίες να προσανατολίζονται όλο και περισσότερο προς ελαφριά, ανθεκτικά και φιλικά προς το περιβάλλον προϊόντα, η διέλαση αλουμινίου αναδεικνύεται σε βασικό παίκτη που παίρνει το προβάδισμα στον κλάδο.

Συχνές ερωτήσεις 

1. Ποια είναι η αρχή της εξώθησης αλουμινίου;

Αυτό εφαρμόζεται για την παραγωγή μακρών δομών αλουμινίου σε συγκεκριμένα σχήματα, ώστε να διασφαλίζεται η ακρίβεια, η αντοχή και το μικρό βάρος μιας συγκεκριμένης εφαρμογής.

2. Ποιες βιομηχανίες χρησιμοποιούν συχνά τη διέλαση αλουμινίου;

Τα εξαρτήματα εξηλασμένου αλουμινίου χρησιμοποιούνται ευρέως από τις κατασκευές, την αυτοκινητοβιομηχανία, την αεροδιαστημική βιομηχανία, την ηλεκτρονική βιομηχανία, τις μεταφορές και τις βιομηχανίες καταναλωτικών αγαθών.

3. Ποια είναι η αντίθεση μεταξύ θερμής και ψυχρής εξώθησης;

Η θερμή διέλαση χρησιμοποιεί θερμότερες ράβδους προκειμένου να ενεργοποιήσει ευκολότερα τη ρευστότητα της πλατφόρμας, ενώ η ψυχρή διέλαση γίνεται σε θερμοκρασία δωματίου ή κοντά σε αυτήν, δημιουργώντας πιο απαιτητικά και λεπτομερώς ρυθμισμένα προφίλ.

4. Ανακυκλώνεται η διέλαση αλουμινίου;

Το αλουμίνιο μπορεί να ανακυκλωθεί πλήρως χωρίς μείωση της ποιότητας και το υλικό απώλειας εξώθησης μπορεί να ανακυκλωθεί αποτελεσματικά.