Mi az alumínium extrudálási folyamat?
alumínium öntvény, alumínium öntvényAz alumínium extrudálást nemcsak abban a tekintetben értékelik, hogy erős, mégis könnyű alkatrészeket készít, hanem rugalmas és költséghatékony kialakításai is szerepet játszanak. Használják az építőiparban, a repülőgépiparban, az autóiparban, az elektronikai iparban és szinte mindenhol a kettő között. Az alumínium extrudálás azon eljárások közé tartozik, amelyek az innovatív formatervezés és a hatékony gyártás közötti kiegyenlítődést jelzik, amely éppen azon van, hogy a feldolgozóipar egyik meghatározó eljárásává váljon. Az alumínium az egyik legnépszerűbb fém a modern iparágakban, amelyet könnyű súlya, szilárdsága, tartóssága és korrózióállósága miatt is nagyra értékelnek. Az alumínium feltűnőbb az életünkben; a városaink felhőkarcolóinak építésében, az általunk vezetett autókban és más, a mindennapi életünkben használt kütyükben. Az egyik legfontosabb gyártási folyamat, amely biztosította a sokoldalúságot, az alumínium extrudálási eljárás. Az extrudálás tág értelemben a fém deformálásának módszereire utal, amelyek során a fémet egy szerszámon keresztül nyomják vagy préselik, hasonlóan a fogkrémhez. Az alumínium esetében a végleges, előre meghatározott keresztmetszeti formájú, hosszabb, összefüggő szakaszokat úgy alakítják ki, hogy tömör, tömbszerű tárgyakat (úgynevezett tuskókat) egy már felmelegített szerszámon átpréselnek. Ezek a profilok lehetnek egyszerű rudak, csövek vagy rendkívül összetett és speciálisan az adott iparág igényeinek megfelelő mértékben elkészített profilok. Ebben a cikkben mindent megtudunk az alumínium extrudálási eljárásról; annak történetéről, az extrudálási folyamatról, típusairól, alkalmazásairól, előnyeiről és korlátairól, valamint a gyártás jövőjének növekvő lehetőségeiről. Történelmi háttér Az extrudálás, mint gyártási eljárás ötlete a 18. század végére nyúlik vissza. Az első ismert extrudálást Joseph Bramah brit feltaláló végezte, aki 1797-ben szabadalmaztatta az általa kifejlesztett eljárást. Ehelyett egy olyan eljárást alkalmazott, amelynek során hajlékony fémeket, például ólmot nyomott át egy szerszámon, hogy hosszú, azonos kinézetű darabokat és elsősorban csöveket formáljon. A sajtolási folyamat előfeltételei a sajtolás feltalálása volt. A 19. század nagy részéig a lágyabb fémek extrudálását a technológia gátolta. Az igazi áttörés a 220. század elején következett be, amikor felfedezték az alumínium előállításának gazdaságos módjait. Az alumínium beszerzését az hozta alacsonyabb árakhoz és nagyüzemi termeléshez, hogy 1886-ban Charles Martin Hall az Egyesült Államokban, és külön-külön Paul H. Roult Franciaországban feltalálta a Hall-Heroult-eljárást. Az alumínium feltalálása után nem kellett sokáig várni arra, hogy a tudósok és a gyártók felismerjék a sajtolásban rejlő lehetőségeket. Az alumínium extrudálási technológia alkalmazása a 20-as években kezdett felerősödni, különösen Európában és Észak-Amerikában kezdett érvénybe lépni. Nagymértékben hasznosították a második világháborúban, amikor az iparnak könnyű, de tartós anyagra volt szüksége a repülőgépek, a hadsereg által használt járművek és az épületek esetében. Azóta a vonalöntési technológiát feltalálták, és messzebbre kiterjesztették, mint az alumínium extrudálást, amely először a katonai ágazatokban jelent meg. Mit jelent az alumínium extrudálás? Az alumínium extrudálás az a kereskedelmi fizikai módszer, amelyet a tömör alumínium meghatározott keresztmetszetű, hosszú alakzatokká történő plasztikázására használnak. Az ötlet egyszerű: egy alumíniumtömböt (egy tuskót) formázható állapotba melegítenek, és egy acélból készült szerszám erős nyomása alatt préselik. A szerszámon keresztül történő préselés során az alumínium felveszi a nyílás alakját, akár egyenes, üreges vagy tömör, akár nagyon bonyolult profilú. Az extrudálásban a legjobban alkalmazható analógia a fogkrémtubus extrudálása. Ugyanúgy, mint a fogkrém - felveszi a fúvóka alakját, és hasonlóképpen az extrudált alumínium is felveszi a szerszám alakját. Az alumínium extrudálás előnye, hogy könnyű, mégis erős alkatrészeket tudunk gyártani a pontos alakban. Az így kapott extrudált profilok különböző hosszúságúra csíkozhatók, és további utómunkálatoknak is alávethetők, beleértve az eloxálást, a porbevonatot és a felületkezelést. Mindezek a fejlesztések növelik a teljesítményt, a kopást és a megjelenést. Rugalmasságának köszönhetően az extrudálási eljárások egyike lett, amelynek alkalmazási körét különböző diszciplínák, például az építőipar, a repülési ipar, az elektronikai ipar, a közlekedés és még a fogyasztási cikkek ipara is igénybe veszi. Ez nem csak az eljárás, hanem egy létfontosságú híd a natív rozsdamentes acél és az elnyelt funkcionalitás között, amely meghatározza a jelenlegi mérnöki és magasépítési technológiát. Alumínium extrudálási folyamat lépésekben A profil jellemzése és az ötvözet kiválasztása A billenytyű öntése és keresztelése Skalpolás vagy fűrészelés A billenytyű ellenőrzése A billenytyű felmelegítése A szerszám és a szerszámkészítés A prés kenése és előkészítése A billenytyű betöltése és a minőségellenőrzés A prés elindítása Áttöréses extrudálás, egyenletes csiszolás az asztalon Gyors hűtés (azonnali áramtalanítás) Kezelési hőmérséklet a hűtéshez A profilok az áramtalanítás után addig hűlnek az asztalon, amíg lenyomat vagy vetemedés nélkül kezelhetők. A lágy, szabályozott hűtés minimalizálja a maradó feszültséget. Nyújtás / egyengetés Hosszra vágás Hőkezelés (ahol szükséges) Felületkezelés (opcionális) Megmunkálás és gyártás (igény szerint) A profilok CNC-megmunkálása, lyukasztása, fúrása, menetvágása vagy hajlítása. A vékony vagy összetett szelvényeknél a tűrésellenőrzés megismételhetőségét segédeszközökkel/szerelvényekkel biztosítják. Teszt és minőségellenőrzés A szerszámok hangolása és karbantartása Ha a méretellenőrzés vagy a felületi felületkezelés nem megfelelő, a csapágyak hossza és az áramlási egyensúly módosítható; a szerszámok polírozhatók, és ha ez egyáltalán nem szükséges, nitridálhatók; a szerszámokat polírozzák és tisztítják. Csomagolás és logisztika Miért számít minden lépés Az alumínium extrudálásban használt alkatrészek Az alumínium extrudálás a mechanikai, termikus és korróziós követelményeknek megfelelő alumíniumötvözet kiválasztásán alapul. A különböző iparágak által megkövetelt tulajdonságok eltérőek, ezért az ötvözetek kiválasztását a szilárdság, a képlékenység, a korrózióállóság és a hőkezelhetőség határozza meg. 1000-es sorozat (Gyakorlatilag tiszta alumínium) 3000-es sorozat (Al-Mn ötvözetek) 5000-es sorozat (Al-Mg ötvözetek) 6000-es sorozat (Al-Mg-Si ötvözetek) 7000-es sorozat (Al-Zn-Mg-Cu ötvözetek) Egyéb speciális ötvözetek Az összetétel hasonlóságának megőrzése érdekében az azonos ötvözetet tartalmazó, újrahasznosítható alumíniumhulladékot gyakran újra felhasználják. Alumínium extrudálási anyagok gyorstájékoztató táblázata Az extrudálásban használt valószínűsíthetően gyakori alumíniumötvözetek műszaki táblázata, főbb tulajdonságai és megállapított extrudálási paraméterei az alábbiak szerint: Ötvözet sorozat









