Alumīnija ekstrūzijas process pārveido alumīnija sakausējumus noteiktos formas, iespiežot uzkarsētu metālu caur speciāli izstrādātiem kalšņiem. Aptuveni 800 līdz 900 grādu pēc Fārenheita (tas ir aptuveni 427 līdz 482 pēc Celsija) sakausējums kļūst pietiekami mīksts, lai to varētu iepiest caur sakalstētu tērauda kalšņiem milzīgā spiedienā, ko rada hidrauliskie sparņi, darbojoties ar vairāk nekā 100 000 mārciņām uz kvadrātcollu. Rezultātā tiek iegūtas garas, vienmērīgas materiāla sekcijas ar identiskām šķērsgriezuma profiliem pa visu to garumu. Šīs īpašības padara ekstrudētu alumīniju īpaši piemērotu konstrukcijas elementiem, kas nepieciešami būvniecībā un transportlīdzekļu ražošanā, kur stiprība un vienmērīgums ir būtiski nosacījumi.
Tas darbojas līdzīgi kā tad, kad mēs izspiežam zobu pastu no tās tubiņas. Viss sākas ar to, ka alumīnija bluķi silda un ievieto speciālā kamerā. Tad nāk smagā daļa, kur milzīgs spiediens iedarbojas uz šo maigāku metālu ar neiedomāmu spiedienu, līdz tas plūst cauri īpaši veidotai atverei, ko sauc par matricu. Kāda forma tiek iegūta, pilnībā ir atkarīgs no tā, kāda ir matricas iekšējā forma. Ražotāji var būt diezgan radoņi, izgatavojot visdažādākos profilus — no vienkāršām stūra daļām līdz sarežģītām dobumstruktūrām ar vairākiem dobumiem. Piemēram, logu rāmjiem nepieciešamas matricas ar rūpīgi izstrādātiem kanāliem, kas veido iekšējos strukturālos balstus, kā arī ārpusē izveido estētiskus grobus, kas piešķir tiem pabeigtu izskatu.
Šis posmu pieeja nodrošina dimensiju precizitāti, minimizējot materiālu zudumus, ar cikla ilgumu vidēji 15–45 minūtes atkarībā no profila sarežģītības.
Tiešā ekstrūzija, kas veido 75 % no rūpnieciskajiem pielietojumiem, piespiež uzkarsētu bluķi izplūst caur fiksētu matricu, izmantojot hidraulisko stūri. Šī metode ir īpaši piemērota liela apjoma profiliem, piemēram, logu rāmjiem un konstrukcijas elementiem. Netiešā ekstrūzija maina kustības virzienu: matrica pārvietojas uz bluķa pusi, samazinot berzi par 25–30 % un ļaujot darboties zemākā spiedienā. Saskaņā ar 2023. gada Alumīnija ekstrūzijas procesa rokasgrāmatu, netiešās metodes tiek izvēlētas bezšuvju caurulēm un elektriskajiem komponentiem, kur virsmas integritāte ir būtiska.
Karstā ekstrūzija notiek temperatūrā no 300 līdz 550 °C, padarot alumīniju pietiekami plastisku sarežģītiem aviācijas un automašīnu profiliem. Aukstā ekstrūzija, ko veic istabas temperatūrā, palielina stiepes izturību par 15–25 % un ir ideāla precīziem komponentiem, piemēram, stiprinājumiem un velosipēdu daļām. Karstās metodes ļauj lielākus šķērsgriezumus, savukārt aukstie procesi samazina materiāla atkritumus augstas izturības pielietojumos.
| Tehnika | Nepieciešamais spiediens | Lietojumprogrammu piemēri | Materiālu efektivitāte |
|---|---|---|---|
| Tiešs | 400–700 MPa | Arhitektūras rāmji, sliedes | 88–92% |
| Netiešā | 250–500 MPa | Caurules, izolācijas apvalki | 94–97% |
| Karstā ekstrūzija | 300–600 MPa | Spārnu ribas, dzinēju stiprinājumi | 85–90% |
| Kalna izvākšana | 600–1,100 MPa | Vītņoti savienojumi, amortizatoru daļas | 93–96% |
Šī tabula parāda, kā tehnoloģijas izvēle līdzsvaro strukturālās prasības, enerģijas patēriņu un ražošanas izmaksas alumīnija ekstrūzijas procesos.
Alumīnija ekstrūzijas veidņi iedalās četrās galvenajās kategorijās atkarībā no profila prasībām. Monolītās veidnes ražo stieņus un vadsaites ar pilnībā noslēgtām šķērsgriezuma formām, kas ideāli piemērotas konstrukciju lietojumprogrammām. Kasīgo matricas veido profilus ar iekšējiem dobumiem, piemēram, caurules HVAC sistēmām, izmantojot tiltu vai portu dizainu, lai veidotu kausētu alumīniju. Puskasīgas matricas līdzsvaro izturību un sarežģītību, veidojot daļēji noslēgtus dobumus formās, piemēram, slīdošo durvju ceļus. Modulārām montāžas sistēmām T-slot veidņi iespējo profili ar integrētām rievām stiprinājumiem, ko plaši izmanto rūpnieciskajās konstrukcijās.
Veidņu ģeometrija tieši nosaka izmēru precizitāti ekstrudētos profilos. Laguna garums — virsma, kas regulē alumīnija plūsmu — ir jākalibrē, lai līdzsvarotu materiāla plūsmas ātrumu biezākās un plānākās daļās. Nevienmērīga plūsmas aina var izraisīt sagriešanos vai izliekšanos, jo īpaši profilos, kuru garums pārsniedz 6 metrus. Mūsdienu veidņu konstrukcijās integrētas siltuma vadības sistēmas, lai kompensētu atšķirīgo izplešanos ekstrūzijas laikā, uzturot pieļaujamās novirzes ietvaros ±0,2 mm automašīnu sastāvdaļām.
Izstrādājot aprēķinu modeļus un ražošanas tehnoloģijas, tiek sasniegta bezprecedenta ģeometriskā sarežģītība. Plūsmas simulācijas programmatūra tagad paredz materiālu uzvedību ar 92% precizitāti, ļaujot inženieriem izstrādāt matricas digitāli pirms ražošanas. Pievienojošās ražošanas metodes, piemēram, DMLS (tiešā metāla lāzera sintēze), rada matricas ar atbilstošiem dzesēšanas kanāliem, samazinot termisko deformāciju augstas ātrdarbības ekstrūzijā. 2024. gada nozares analīze uzsvērt, kā šie sasniegumi atbalsta mikroekstrūziju medicīniskajām ierīcēm, kurām nepieciešama ±0,05 mm precizitāte.
Pat ar optimālām konstrukcijām, kalni parasti iztur tikai 8–15 tonnas spiedienu kvadrātcentimetru, pirms tiek nepieciešams veikt apkopi. Abrazīvi 6000 sērijas sakausējumi paātrina nesošo virsmu nodilumu, savukārt atlikušie spriegumi no dzesēšanas var izraisīt agrīnu plaisu veidošanos. Regulāras virsmas apstrādes, piemēram, nitrēšana, pagarinās kalnu kalpošanas laiku par 40 %, taču operatoriem jāievēro smērēšanas līmeņa līdzsvars — pārmērīga smērvielas piesārņošana joprojām ir virsmas defektu galvenais cēlonis anodētos profilos.
Alumīnija ekstrūzijas process būtiski rada divu veidu profili: standarta un pasūtījuma izgatavotus. Standarta profili ietver tādas lietas kā stūri, kanāli un caurules, ko ražotāji izstrādā iepriekš dažādām lietojumprogrammām – sākot no vienkāršiem rāmju darbiem līdz mehāniskām detaļām. Gatavo profilu iegāde ietaupa naudu un saīsina gaidīšanas laiku lielākajai daļai būvniecības darbu vai rūpnīcu iekārtām. Savukārt pasūtījuma profili tiek izveidoti konkrētiem mērķiem. Piemēram, sarežģīti siltuma izkliedētāji elektroniskajām ierīcēm vai īpašas formas automašīnu daļām, kas efektīvi jāiedzen gaisā. Saskaņā ar 2023. gadā publicētu pētījumu, ko iesniedza Materials Efficiency Report, uzņēmumiem izvēloties pasūtījuma ekstrūziju nevis sagriežot gabalus no cietiem blokiem, materiālu zudumi samazinās aptuveni par 18%. Tāpēc nav brīnums, ka arvien vairāk arhitekti un cilvēki, kas strādā pie zaļās enerģētikas projektiem, šodien dod priekšroku šai metodai.
Būvniecības nozare lielā mērā balstās uz ekstrudētu alumīniju, lai izgatavotu enerģijas efektīvus logu rāmjus, aizkaru sienas un dažādas strukturālas atbalsta konstrukcijas, jo tas viegli nekorodē un nodrošina lielu izturību, vienlaikus būdams viegls. Arī automašīnu ražotāji ir sākuši iekļaut šos ekstrudētos komponentus savās transportlīdzekļos, īpaši tādos apgabalos kā sadursmes pārvaldības sistēmas un jumta garenbāzes, kur tie vēlas samazināt svaru, nekompromitējot drošību. Viens liels Eiropas automašīnu ražotājs izdevās samazināt aptuveni 12 procentus no sava šasijas svara, vienkārši pārejot uz dobiem alumīnija profiliem, salīdzinot ar tradicionālajiem materiāliem. Šāda veida inovācijas kļūst arvien svarīgākas, jo ražotājiem jāievēro stingrāki degvielas efektivitātes noteikumi, vienlaikus nodrošinot izturīgas darbības īpašības.
Alumīnija ekstrūzijas veic būtisku lomu dažādās atjaunojamās enerģijas nozarēs, tostarp saules paneļu rāmjos, vēja turbīnu komponentos un hidroenerģētikas sistēmās. Materiāls labi iztur koroziju un kalpo ilgāk nekā daudzas citas alternatīvas, tāpēc tas tik labi darbojas grūtos ārējos apstākļos. Piemēram, saules fermās speciāli apstrādāti ekstrudēti profili aizsargā pret kaitīgiem UV stariem un sāļu piekrastes gaisu. Saskaņā ar datiem no Ziņojuma par atjaunojamo enerģiju 2024. gadā, aptuveni 85 % no visām saules montāžas konstrukcijām visā pasaulē faktiski izmanto alumīniju. Tas notiek ne tikai tāpēc, ka alumīniju var pārstrādāt vairākas reizes, bet arī tāpēc, ka montāžas speciālisti uzskata, ka objektā tas ir daudz vieglāk strādājams salīdzinājumā ar citiem materiāliem.
Alumīnija ekstrūzija ļauj ražotājiem izveidot dažādas sarežģītas formas, gandrīz nemetot projām materiālu. Šis process lieliski piemērots daudzu vieglsvaru detaļu ražošanai, kas saglabā labu izturību, turklāt salīdzinājumā ar tādiem paņēmieniem kā tērauda kalšana tas patērē mazāk enerģijas visā ražošanas procesā. Viens no lielajiem plusiem ir tāds, ka ekstrudētam alumīnijam vairumā gadījumu nav nepieciešamas papildu pārklājuma slāņi korozijas aizsardzībai, kas ietaupa laiku ražošanas līnijās. Nozares dati liecina, ka tas var saīsināt gaidīšanas periodus par 15% līdz 30%. Inženieri ļoti cenša strādāt ar ekstrūzijas profiliem, jo tie ļauj apvienot vairākas atsevišķas detaļas vienā blokā, kas kopumā ievērojami vienkāršo un paātrina montāžu.
Alumīniju var pārstrādāt atkārtoti, nezaudējot lielu kvalitāti, un šis process saglabā aptuveni 95% enerģijas, kas nepieciešama, lai ražotu jaunu alumīniju no sākuma. Tāpēc ekstrudēti alumīnija profili šajās dienās kļūst arvien populārāki ilgtspējīgas ražošanas aprindās. Saskaņā ar pērn publicētu pētījumu, salīdzinājumā ar tradicionālām CNC apstrādes metodēm, gandrīz vienādi izskatošu detaļu ražošanā alumīnija ekstrūzijas procesā tiek radīts pat 40% mazāk atkritumu. Protams, pielāgotu kalnu izgatavošana sākumā prasa ieguldījumus, taču, kad ražotāji sasniedz aptuveni 1 000 vienību vai vairāk, ietaupījumi ātri uzkrājas. Lielākā daļa uzņēmumu, kas darbojas automašīnu ražošanas vai liela mēroga būvniecības projektos, parasti šo apjomu sasniedz diezgan viegli.
Rīku nodilums joprojām ir īsta problēma ražotājiem, jo augsta spiediena ekstrūzija samazina matriču kalpošanas laiku aptuveni par 18 līdz 22 procentiem salīdzinājumā ar auksto veidošanas tehnoloģijām. Spiedēju jaudas uzliktie izmēru ierobežojumi nozīmē, ka lielākā daļa rūpnieciskās iekārtas nevar apstrādāt dobus profilus, kas platāki par aptuveni 60 cm. Tomēr alumīnijam ir priekšrocības, jo tas tik viegli liecas, ļaujot inženieriem izveidot sarežģītas formas. Bet ir viena nianse: sienām, kas tievākas par 0,04 collēm, pēc ekstrūzijas parasti nepieciešamas dārgas stabilizācijas apstrādes, lai tās atdzišanas laikā neizkropļotos. Šis papildu solis pievieno gan laiku, gan naudu ražošanas izmaksām.
Alumīnija ekstrūziju izmanto dažādu strukturālu formu izgatavošanai būvniecības, automašīnu un atjaunojamās enerģijas nozarēs, jo tai piemīt izturība, zems svars un korozijas izturība.
Ekstrūzijas process ietver alumīnija bluķa uzsildīšanu un tā izstiepšanu caur matrici, izmantojot milzīgu spiedienu, radot garu formu ar vienmērīgu šķērsgriezumu, kas atbilst matricas atveres formai.
Priekšrocības ietver augstu stipruma attiecību pret svaru, mazāku materiāla zudumu, enerģijas efektivitāti, korozijas izturību un vieglu pārstrādājamību.
Problēmas ietver instrumentu nodilumu, izmēru ierobežojumus dobiem profiliem un iespējamo deformāciju plānsienām struktūrām, kurām nepieciešamas papildu stabilizācijas apstrādes.
Alumīnija ekstrūzija ir videi draudzīga tās pārstrādājamības dēļ, taupot līdz pat 95 % enerģijas salīdzinājumā ar jauna alumīnija ražošanu, kā arī samazinot materiāla zudumus salīdzinājumā ar citām ražošanas metodēm.
Shandong RD New Material Co., Ltd. piedāvā augstas kvalitātes aluķēmijas profilus, caurules un pielāgotas risinājumus ar ISO sertifikāciju. Izmantojiet mūsu 17 gadu pieredzi precizēšanas izstrādē, CNC apstrādē un virsmas apstrādes jomā visā pasaulē.
Nr. 2399, Yuetan iela, Augstās tehnoloģijas rūpniecības attīstības zona, Gaomi pilsēta, Weifang pilsēta, Šandong provinces, Ķīna.
Autortiesības © 2025 RD Alu Group Konfidencialitātes politika
EN
Karstās ziņas 
