آشنایی با اکستروژن آلومینیوم

اکستروژن آلومینیوم روشی است که شامل فشار دادن مواد خام آلومینیوم یا مواد آلیاژ آلومینیوم از طریق یک قالب با مشخصات مقطع خاص است. برای تبدیل آلومینیوم به اشیاء مناسب برای طیف وسیعی از مصارف استفاده می شود. ماشین‌کاری آلومینیوم شکل دهی و ریخته گری آن را آسان می‌کند و به دلیل داشتن یک سوم چگالی و سختی فولاد، محصولات حاصل در مقایسه با فلزات دیگر قوی و پایدار هستند.

در زمان های اخیر، اکستروژن آلومینیوم به یک نیروی غالب در حوزه توسعه و تولید محصول تبدیل شده است. طبق آخرین تحقیقات، بازار جهانی اکستروژن آلومینیوم از 86.16 میلیارد دلار در سال 2022 به 92.8 میلیارد دلار در سال 2023 با نرخ رشد مرکب سالانه (CAGR) 7.7 درصد افزایش یافت.

شاید با این روش تولید مواجه شده باشید و در مورد پیچیدگی های آن فکر کرده باشید. این مقاله جنبه های جامع آن را بررسی می کند و بینش هایی را در مورد ماهیت و مکانیک اکستروژن آلومینیوم ارائه می دهد. در ادامه مطلب همراه گروه مهندسی فیلت باشید.

فهرست مطالب

• اکستروژن آلومینیوم شامل چه چیزی است؟
• تاریخچه اکستروژن آلومینیوم
• بررسی جامع فرآیند اکستروژن آلومینیوم

مقاله پیشنهادی: عملیات حرارتی آلومینیوم چگونه کار می کند؟

گروه مهندسی فیلت؛
طراحی نقشه، ساخت قالب اكستروژن و تولید كننده پروفیل آلومینیوم در مقاطع عمومی و اختصاصی همراه با خدمات آندایزینگ و رنگ پودری الکترواستاتیک و برشکاری در خدمت مشتریان محترم و بزرگوار می باشد.

اکستروژن آلومینیوم شامل چه چیزی است؟

اکستروژن آلومینیوم شامل فشار دادن یک آلیاژ آلومینیوم از طریق یک قالب خاص طراحی شده است که در نتیجه یک شکل مقطع متمایز ایجاد می شود. نیروی قابل توجهی برای راندن آلومینیوم از طریق قالب اعمال می شود و آلومینیوم شکل دقیق طراحی قالب را به خود می گیرد. همانطور که این اتفاق می افتد، آلومینیوم اکسترود شده روی یک نوار نقاله منتقل می شود.

برای ساده کردن مفهوم، تصور کنید که یک لوله خمیر دندان را فشار دهید. با اعمال فشار، خمیر به شکل نازل لوله ظاهر می شود. به طور مشابه، نازل لوله خمیردندان هدفی مشابه قالب اکستروژن در این فرآیند انجام می دهد.

تاریخچه اکستروژن آلومینیوم

منشا این روش تولید به بیش از یک قرن پیش باز می گردد. جوزف براما برای اولین بار در سال 1797 فرآیند اکستروژن را برای ساخت لوله های سربی معرفی کرد. این روش که در ابتدا squirting نام داشت. تا سال 1820 که توماس بور با اولین پرس هیدرولیک نوآوری کرد، دستی باقی ماند. بعدها، در سال 1894 الکساندر دیک تکنیک اکستروژن گرم را معرفی کرد. روشی که امروزه نیز رایج است. این پیشرفت امکان استفاده از آلیاژهای غیر آهنی را در اکستروژن فراهم کرد. در سال 1904، به دنبال اختراع پرس اکستروژن اولیه آلومینیوم، بخش های خودروسازی و ساخت و ساز شاهد افزایش قابل توجهی در کاربردهای آلومینیوم بودند.

جنگ های جهانی تقاضا برای اکستروژن آلومینیوم را تسریع بخشید زیرا برای کاربردهای نظامی، به ویژه در ساخت هواپیما ضروری شد. کاربرد آلومینیوم اکسترود شده تنها از آن زمان افزایش یافته است و به دلیل روش تولید کارآمد آن به جنبه های مختلف زندگی از وسایل نقلیه ای که استفاده می کنیم تا کالاهای معمولی خانگی روزمره ما نفوذ کرده است.

درک تکنیک های اکستروژن مستقیم در مقابل غیر مستقیم آلومینیوم

اکستروژن آلومینیوم در درجه اول از دو فرآیند مجزای مستقیم و غیر مستقیم پیروی می کند. در اکستروژن مستقیم، قالب ثابت می ماند و قوچ برای فشار دادن فلز از درون آن، نیرویی را اعمال می کند. از سوی دیگر، تکنیک غیرمستقیم شمش را در حالی که قالب در برابر آن حرکت می‌کند ثابت می‌بیند و فشار لازم برای فشار دادن فلز را ایجاد می‌کند. بیایید عمیق تر به این دو رویکرد بپردازیم.

تکنیک اکستروژن مستقیم آلومینیوم

اکستروژن مستقیم، همچنین به عنوان اکستروژن رو به جلو شناخته می شود، رویکرد رایج برای اکستروژن آلومینیوم است. در این روش، ماشین کارها شمش را که اساساً آلومینیوم گرم شده است، در داخل ظرفی با دیواره‌های گرم قرار می‌دهند. سپس یک قوچ نیرویی اعمال می کند و فلز را از طریق قالب فشار می دهد که در این مرحله تحت فشار قابل توجهی قرار دارد.

برای جلوگیری از تماس بین قوچ و شمش گرم شده، اغلب، بلوک های مواد بین آنها وارد می شود. این عمل تضمین می کند که هیچ تماس مستقیمی وجود ندارد و کارایی فرآیند را افزایش می دهد. از آنجایی که هر دو شمش آلومینیومی و قوچ در جهت یکپارچه رو به جلو حرکت می کنند، این روش عنوان «اکستروژن رو به جلو» خود را به دست آورد.

تکنیک اکستروژن غیر مستقیم آلومینیوم

روش غیرمستقیم که به عنوان اکستروژن به عقب نیز نامیده می شود، اساساً با روش مستقیم خود متفاوت است. در این روش، شمش و ظرف آن اجزایی هستند که حرکت می کنند در حالی که قالب در موقعیت خود ثابت می ماند. این روش از یک «ساقه» استفاده می کند که از طول ظرف بیشتر است و قوچ را ثابت نگه می دارد. در نتیجه، شمش آلومینیومی از طریق قالب غیر متحرک رانده می شود.

یکی از مزیت های روش غیرمستقیم کاهش اصطکاک آن است که منجر به تنظیم حرارت عالی می شود. در نتیجه، محصولاتی که از اکستروژن غیرمستقیم به دست می‌آیند، معمولاً قوام بیشتری را نشان می‌دهند. این را می توان به اعمال نیروی ثابت و دمای یکنواخت نسبت داد که به نوبه خود باعث بهبود ویژگی های مکانیکی و پیکربندی دانه می شود.

بررسی جامع فرآیند اکستروژن آلومینیوم

مرحله 1: راه اندازی قالب اکستروژن (Setting Up the Extrusion Die)

با ماشین کاری یک قالب دایره ای شروع کنید یا یک قالب از قبل موجود را انتخاب کنید. برای اطمینان از جریان یکنواخت فلز و افزایش طول عمر قالب بسیار مهم است که این قالب را بین 450 تا 500 درجه سانتیگراد گرم کنید. پس از گرم شدن، قالب را در داخل پرس اکستروژن قرار دهید.

مرحله 2: گرم کردن شمش آلومینیومی (Warming Up the Aluminum Billet)

ابتدا بیلت (یک قطعه استوانه ای مستحکم از آلیاژ آلومینیوم)  را از یک سیاهه مواد بلندتر جدا کنید. سپس آن را در فر با دمای 400 تا 500 درجه سانتی گراد گرم کنید. این گرمایش نه تنها شمش را انعطاف پذیر می کند، بلکه تضمین می کند که جامد و نه مذاب باقی بماند.

مرحله 3: قرار دادن بیلت در پرس (Positioning the Billet in the Press)

پس از گرم کردن، شمش را به صورت مکانیکی به پرس منتقل کنید. قبل از انجام این کار، یک روان کننده روی آن و یک عامل رها کننده به قوچ اکستروژن بمالید تا از چسبیدن آنها به یکدیگر اطمینان حاصل کنید.

مرحله 4: بیلت را در ظرف پرس قرار دهید (Insert Billet into the Press Container)

اکنون که شمش در داخل پرس قرار دارد، یک قوچ هیدرولیک نیروی بسیار زیادی – حدود 15000 تن – وارد می‌کند که شمش انعطاف پذیر را به داخل ظرف می‌برد، جایی که منبسط می‌شود و فضای ظرف را اشغال می‌کند.

مرحله 5: مواد را به زور از قالب عبور دهید (Force the Material through the Die)

با بیلت در داخل ظرف، به دلیل فشار اعمال شده ثابت روی قالب فشرده می شود. تنها راه خروج مواد از طریق دهانه های قالب است که در نتیجه به شکل دلخواه در هنگام بیرون آمدن ظاهر می شود.

مرحله 6: فاز خنک کننده – کوئنچ (Cooling Phase – Quenching)

با بیرون آمدن اکستروژن، یک کشنده آن را نگه داشته و هدایت می کند. در طول سفر خود روی میز، توسط فن ها یا حمام آب خنک می شود، فرآیندی که به عنوان «کوئنچ» نامیده می شود.

مرحله 7: برش اکستروژن ها برای مطابقت با طول میز (Trimming Extrusions to Match Table Length)

با رسیدن به تمام طول میز، یک اره داغ اکستروژن را قطع می کند. شایان ذکر است که حتی پس از خاموش کردن، اکستروژن مقداری گرما را حفظ می کند.

مرحله 8: مرحله خنک کننده نهایی (Final Cooling Stage)

پس از اصلاح، اکستروژن ها را به یک منطقه خنک کننده منتقل کنید تا زمانی که به دمای محیط برسند در آنجا باقی می مانند. این خنک سازی زمینه را برای کشش فراهم می کند.

مرحله 9: کشش و تراز کردن (Stretching and Alignment)

در این مرحله، ممکن است برخی اعوجاج های جزئی در اشکال مشاهده شود. این موارد را با استفاده از یک برانکارد، گرفتن هر پروفیل در دو انتها و کشش آن برای دستیابی به پیکربندی مستقیم و مشخصات دلخواه برطرف کنید.

مرحله 10: برش به طول های دقیق (Cutting to Precise Lengths)

با اکستروژن های صاف شده و سخت شده، اکنون می توانید آنها را برای برش های دقیق به یک میز اره منتقل کنید، که عمدتاً بین 8 تا 21 فوت است. پس از این، می توان آنها را برای رسیدن به حالت ایده آل مانند T5 یا T6 به کوره ای برای پیری منتقل کرد.

مرحله 11: نهایی کردن با رویه های اضافی (Finalizing with Additional Procedures)

هنگامی که فرآیند اکستروژن به پایان رسید، پروفیل ها می توانند تحت عملیات حرارتی برای افزایش ویژگی های خاص قرار گیرند. پس از عملیات حرارتی، در صورت نیاز، ساخت می تواند هر ابعادی را اصلاح کند. در نهایت، یک سطح را برای تقویت زیبایی و مقاومت در برابر خوردگی اعمال کنید.

گروه مهندسی فیلت (Fillet Engineering Group)

گروه مهندسی فیلت، کیفیت و رضایت مشتری را در تولید پروفیل آلومینیوم در اولویت قرار می دهیم. ما می توانیم انواع پروفیل های خاص را مطابق با خواسته های خاص مشتریان خود تولید کنیم و در هر مرحله از طراحی تا تحویل، پشتیبانی ارائه دهیم. گروه مهندسی فیلت با داشتن کادر متخصص و خطوط تولید به روز، مفتخریم که برندی قابل اعتماد در بازارهای داخلی و بین المللی هستیم.

گروه مهندسی فیلت؛
طراحی نقشه، ساخت قالب اكستروژن و تولید كننده پروفیل آلومینیوم در مقاطع عمومی و اختصاصی همراه با خدمات آندایزینگ و رنگ پودری الکترواستاتیک و برشکاری در خدمت مشتریان محترم و بزرگوار می باشد.
جهت مشاوره فنی و سفارش تماس حاصل فرمایید.
02144675798 – 09123018710