Das Aluminiumstrangpressverfahren wandelt Aluminiumlegierungen in spezifische Formen um, indem erhitztes Metall durch speziell gestaltete Matrizen gedrückt wird. Bei Temperaturen von etwa 800 bis 900 Grad Fahrenheit (das entspricht etwa 427 bis 482 Grad Celsius) erweicht die Legierung ausreichend, um sie unter hohem Druck mit hydraulischen Pressen, die mit über 100.000 Pfund pro Quadratzoll arbeiten, durch gehärtete Stahlmatrizen zu pressen. Das Ergebnis sind lange, gleichmäßige Materialabschnitte mit identischen Querschnittsprofilen über ihre gesamte Länge. Diese Eigenschaften machen stranggepresstes Aluminium besonders gut geeignet für strukturelle Bauteile im Bauwesen und in der Fahrzeugherstellung, wo Festigkeit und Konsistenz entscheidende Anforderungen sind.
Das funktioniert ähnlich wie beim Ausdrücken von Zahnpasta aus der Tube. Der gesamte Vorgang beginnt damit, einen Aluminium-Barren zu erhitzen und in eine spezielle Kammer einzubringen. Danach folgt der entscheidende Schritt, bei dem ein massiver Stempel mit enormem Druck auf dieses aufgeweichte Metall drückt, bis es durch eine speziell geformte Öffnung, genannt Matrize („die“), hindurchströmt. Die entstehende Form hängt vollständig davon ab, wie die Innenseite der Matrize gestaltet ist. Die Hersteller können dabei sehr kreativ werden und alle möglichen Profile herstellen – von einfachen Eckprofilen bis hin zu komplexen Hohlstrukturen mit mehreren Kavitäten. Nehmen wir Fensterrahmen: Diese benötigen Matrizen mit sorgfältig konzipierten Kanälen, die innenliegende Versteifungen erzeugen und gleichzeitig die äußeren formschönen Nutungen bilden, die dem Produkt sein fertiges Aussehen verleihen.
Dieser schrittweise Ansatz gewährleistet die Maßgenauigkeit und minimiert gleichzeitig den Materialabfall, wobei die Zykluszeiten je nach Komplexität des Profils durchschnittlich 15–45 Minuten betragen.
Bei der direkten Extrusion, die 75 % der industriellen Anwendungen ausmacht, wird ein beheizter Billett mithilfe eines hydraulischen Stößels durch eine stationäre Matrize gedrückt. Diese Methode eignet sich hervorragend zur Herstellung von Profilen in hohen Stückzahlen, wie Fensterrahmen und Strukturbauteilen. Bei der indirekten Extrusion kehrt sich diese Bewegung um: Die Matrize bewegt sich auf den Billett zu, wodurch die Reibung um 25–30 % verringert und Betriebe mit niedrigerem Druck ermöglicht werden. Laut dem Aluminum Extrusion Process Guide 2023 werden indirekte Verfahren bei nahtlosen Rohren und elektrischen Bauteilen bevorzugt, bei denen die Oberflächenintegrität entscheidend ist.
Die Warmextrusion erfolgt bei 300–550 °C und macht Aluminium formbar genug für komplexe Profile im Luftfahrt- und Automobilbereich. Die Kaltextrusion, die bei Raumtemperatur durchgeführt wird, erhöht die Zugfestigkeit um 15–25 % und eignet sich ideal für Präzisionsteile wie Befestigungselemente und Fahrradkomponenten. Warmverfahren ermöglichen größere Querschnitte, während Kaltprozesse den Materialabfall bei hochfesten Anwendungen reduzieren.
| Technik | Erforderlicher Druck | Anwendungsbeispiele | Materialeffizienz |
|---|---|---|---|
| Direkt | 400–700 MPa | Architekturprofile, Schienen | 88–92% |
| Indirekte | 250–500 MPa | Rohre, Isolationsmäntel | 94–97% |
| Heißextrusion | 300–600 MPa | Flügelrippen, Motoraufhängungen | 85–90% |
| Kaltextrusion | 600–1.100 MPa | Schrauben, Stoßdämpferteile | 93–96% |
Diese Tabelle zeigt, wie die Auswahl der Technik strukturelle Anforderungen, Energieverbrauch und Produktionskosten bei Aluminiumstrangpressverfahren ausbalanciert.
Aluminiumstrangpresseformen lassen sich in vier Hauptkategorien basierend auf Profilanforderungen einteilen. Vollmatrizen erzeugen Stäbe und Rundstäbe mit vollständig geschlossenen Querschnitten, ideal für strukturelle Anwendungen. Hohlmatrizen erstellen Profile mit inneren Hohlräumen, wie Rohre für Klimaanlagensysteme, unter Verwendung von Brücken- oder Porthole-Designs, um geschmolzenes Aluminium zu formen. Halbhohlmatrizen balancieren Festigkeit und Komplexität, indem sie teilweise geschlossene Hohlräume in Formen wie Schiebetürschienen bilden. Für modulare Montagesysteme T-Nut-Formen ermöglichen Profile mit integrierten Nutrillen für Befestigungselemente, weit verbreitet in der industriellen Rahmenkonstruktion.
Die Geometrie der Matrize bestimmt direkt die Maßhaltigkeit bei stranggepressten Profilen. Die Länge der Führungslippe – die Fläche, die den Aluminiumfluss leitet – muss kalibriert werden, um die Materialgeschwindigkeit zwischen dicken und dünnen Abschnitten auszugleichen. Ungleichmäßige Fließmuster können Verwindungen oder Durchbiegungen verursachen, insbesondere bei Profilen mit einer Länge von mehr als 6 Metern. Moderne Matrizen integrieren Wärmemanagementsysteme, um die unterschiedliche thermische Ausdehnung während der Extrusion auszugleichen und Toleranzen im Bereich von ±0,2 mm für Fahrzeugkomponenten einzuhalten.
Durchbrüche in der computergestützten Modellierung und Fertigung ermöglichen bisher ungeahnte geometrische Komplexität. Strömungssimulationssoftware sagt heute das Materialverhalten mit einer Genauigkeit von 92 % voraus, wodurch Ingenieure Formen digital vor der Produktion prototypisch entwickeln können. Additive Fertigungstechniken wie DMLS (Direktes Metall-Lasersintern) erzeugen Werkzeuge mit konformen Kühlkanälen, wodurch Verzug durch Wärme bei Hochgeschwindigkeits-Extrusionen reduziert wird. Eine Branchenanalyse aus dem Jahr 2024 verdeutlicht, wie diese Fortschritte Mikroextrusionen für medizinische Geräte unterstützen, die eine Präzision von ±0,05 mm erfordern.
Selbst bei optimalen Konstruktionen halten Werkzeuge typischerweise nur 8–15 Tonnen Druck pro Quadratzentimeter stand, bevor Wartung erforderlich ist. Abrasive Legierungen der 6000er-Serie beschleunigen den Verschleiß an Lagern, während Spannungen aus dem Abschrecken vorzeitige Risse verursachen können. Regelmäßige Oberflächenbehandlungen wie Nitrieren verlängern die Lebensdauer der Werkzeuge um 40 %, doch die Schmierung muss sorgfältig dosiert werden – eine übermäßige Kontamination durch Schmiermittel bleibt die häufigste Ursache für Oberflächenfehler bei eloxierten Profilen.
Das Verfahren des Aluminiumstrangpressens erzeugt im Wesentlichen zwei Haupttypen von Profilen: Standardprofile und kundenspezifische Profile. Zu den Standardprofilen gehören Dinge wie Winkel, Profile und Rohre, die Hersteller vorab für zahlreiche unterschiedliche Anwendungen konzipieren, von einfachen Rahmenkonstruktionen bis hin zu mechanischen Bauteilen. Der Einsatz dieser vorgefertigten Profile spart Kosten und verkürzt Wartezeiten bei den meisten Bauarbeiten oder industriellen Installationen. Im Gegensatz dazu werden kundenspezifische Profile gezielt an bestimmte Anforderungen angepasst. Beispielsweise komplexe Kühlkörper für elektronische Geräte oder spezielle Formen für Autoteile, die effizient durch die Luft schneiden müssen. Laut einer 2023 im Materials Efficiency Report veröffentlichten Studie verbrauchen Unternehmen beim Einsatz von kundenspezifischen Strangpressprofilen statt dem Ausschneiden von Teilen aus massiven Blöcken etwa 18 % weniger Material. Daher ist es nicht verwunderlich, dass mittlerweile viele Architekten und Fachleute in Projekten der grünen Energie diese Methode bevorzugen.
Die Bauindustrie setzt stark auf stranggepresstes Aluminium für energieeffiziente Fensterrahmen, Vorhangfassaden und verschiedene tragende Konstruktionen, da es kaum korrosionsanfällig ist und trotz geringem Gewicht hohe Festigkeit bietet. Auch Fahrzeughersteller verbauen zunehmend solche stranggepressten Bauteile in ihren Fahrzeugen, insbesondere in Bereichen wie Crash-Management-Systemen und Dachlaufleisten, wo sie das Gewicht reduzieren möchten, ohne die Sicherheit zu beeinträchtigen. Ein großes europäisches Automobilunternehmen hat es geschafft, das Chassismasse um etwa 12 Prozent zu senken, indem es auf Hohlprofile aus Aluminium anstelle herkömmlicher Materialien umgestellt hat. Solche Innovationen gewinnen immer mehr an Bedeutung, da die Hersteller unter Druck stehen, strengere Vorschriften zur Kraftstoffeffizienz einzuhalten, während sie gleichzeitig robuste Leistungsmerkmale liefern müssen.
Stranggepresste Aluminiumprofile spielen in verschiedenen Bereichen der erneuerbaren Energien eine wichtige Rolle, darunter Solarmodulrahmen, Bestandteile von Windkraftanlagen und Wasserkraftanlagen. Das Material widersteht Korrosion gut und hält länger als viele Alternativen, weshalb es sich besonders für raue Außenbedingungen eignet. Nehmen wir beispielsweise Solarparks, bei denen speziell behandelte stranggepresste Profile vor schädlicher UV-Strahlung und salzhaltiger Luft an Küsten schützen. Laut aktuellen Daten aus dem Renewable Energy Report 2024 verwenden weltweit etwa 85 % aller Solarbefestigungssysteme tatsächlich Aluminium. Dies liegt nicht nur daran, dass Aluminium mehrfach recycelt werden kann, sondern auch daran, dass Monteure es vor Ort deutlich einfacher zu verarbeiten finden als andere Materialien.
Durch Aluminiumstrangpressen können Hersteller alle möglichen komplexen Formen erzeugen, wobei sehr wenig Material verschwendet wird. Das Verfahren eignet sich hervorragend zur Herstellung zahlreicher leichter Bauteile, die dennoch eine hohe Belastbarkeit aufweisen, und verbraucht im Vergleich zu Verfahren wie Stahlschmieden über den gesamten Fertigungsprozess hinweg sogar weniger Energie. Ein großer Vorteil ist, dass stranggepresstes Aluminium in den meisten Situationen keine zusätzlichen Beschichtungen zum Korrosionsschutz benötigt, was Zeit auf den Produktionslinien spart. Branchendaten deuten darauf hin, dass sich dadurch Wartezeiten um 15 % bis 30 % reduzieren lassen. Ingenieure schätzen die Arbeit mit Strangpressprofilen, da sie mehrere separate Bauteile zu einer Einheit kombinieren können, wodurch die Montage insgesamt viel schneller und einfacher wird.
Aluminium kann immer wieder recycelt werden, ohne wesentliche Qualitätsverluste zu erleiden, und dieses Verfahren spart etwa 95 % der Energie ein, die bei der Neuproduktion von Aluminium aus Rohstoffen benötigt wird. Deshalb gewinnen stranggepresste Aluminiumprofile in der nachhaltigen Fertigung zunehmend an Beliebtheit. Laut einer im vergangenen Jahr veröffentlichten Studie entstehen bei der Aluminiumstrangpressung tatsächlich 40 % weniger Abfall als bei herkömmlichen CNC-Bearbeitungsverfahren für nahezu identisch aussehende Teile. Zwar verursacht der Beginn mit kundenspezifischen Formwerkzeugen zunächst einmal Kosten, doch sobald Hersteller eine Menge von etwa 1.000 Einheiten oder mehr erreichen, summieren sich die Einsparungen rasch. Die meisten Unternehmen in der Automobilfertigung oder bei Großprojekten im Bauwesen erreichen dieses Volumen ohnehin in der Regel recht leicht.
Der Werkzeugverschleiß bleibt ein echtes Problem für Hersteller, zumal die Hochdruck-Extrusion die Werkzeuglebensdauer im Vergleich zu Kaltumformverfahren um etwa 18 bis 22 Prozent verkürzt. Die durch Pressenkapazitäten verursachten Größenbeschränkungen bedeuten, dass die meisten industriellen Anlagen hohle Profile mit einer Breite von mehr als etwa 24 Zoll nicht verarbeiten können. Aluminium bietet jedoch Vorteile, da es sich leicht verbiegen lässt und Ingenieuren so komplexe Formen ermöglicht. Doch es gibt einen Haken: Wände mit einer Dicke unter 0,04 Zoll benötigen nach der Extrusion in der Regel teure Stabilisierungsbehandlungen, um Verzug beim Abkühlen zu verhindern. Dieser zusätzliche Schritt erhöht sowohl den zeitlichen als auch den finanziellen Aufwand in der Produktion.
Aluminiumstrangpressen wird zur Herstellung verschiedener Profilformen in Branchen wie dem Bauwesen, der Automobilindustrie und den erneuerbaren Energien aufgrund seiner Festigkeit, geringen Masse und Korrosionsbeständigkeit eingesetzt.
Beim Strangpressverfahren wird ein Aluminiumblock erhitzt und unter hohem Druck durch eine Düse gepresst, wodurch ein langes Profil mit konstantem Querschnitt entsteht, das der Öffnung der Düse entspricht.
Zu den Vorteilen zählen ein hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis, geringer Materialabfall, Energieeffizienz, Korrosionsbeständigkeit und einfache Recyclingfähigkeit.
Herausforderungen sind der Werkzeugverschleiß, Größenbeschränkungen bei Hohlprofilen sowie mögliche Verzugseffekte bei dünnwandigen Strukturen, die zusätzliche Stabilisierungsbehandlungen erfordern.
Das Aluminiumstrangpressverfahren ist aufgrund seiner Recyclingfähigkeit umweltfreundlich, da im Vergleich zur Neuproduktion von Aluminium bis zu 95 % Energie eingespart werden können, und es entsteht weniger Materialabfall als bei anderen Fertigungsmethoden.
Top-Nachrichten
Shandong RD New Material Co., Ltd. bietet hochwertige Aluminiumprofile, Rohre und maßgeschneiderte Lösungen mit ISO-Zertifizierung an. Nutzen Sie unsere 17-jährige Expertise in Präzisionsextrusion, CNC-Fräserung und Oberflächenbearbeitung für Industrien weltweit.
Nr. 2399, Yuetan Road, Entwicklungszone für Hightech-Industrietechnologie, Stadt Gaomi, Stadt Weifang, Provinz Shandong, China.
Copyright © 2025 von RD Alu Group Datenschutzrichtlinie
EN
