Anledningen till att aluminiumlegeringsprofiler används i stor utsträckning i livet och produktionen är att alla till fullo inser dess fördelar såsom låg densitet, korrosionsbeständighet, utmärkt elektrisk ledningsförmåga, icke-ferromagnetiska egenskaper, formbarhet och återvinningsbarhet.
Kinas aluminiumprofilindustri har vuxit från grunden, från liten till stor, tills den har utvecklats till ett stort produktionsland för aluminiumprofiler, med produktion på första plats i världen. Men eftersom marknadens krav på aluminiumprofilprodukter fortsätter att öka har produktionen av aluminiumprofiler utvecklats i riktning mot komplexitet, hög precision och storskalig produktion, vilket har medfört en rad produktionsproblem.
Aluminiumprofiler tillverkas oftast genom extrudering. Under produktionen måste, förutom att ta hänsyn till extruderns prestanda, formens utformning, aluminiumstavens sammansättning, värmebehandling och andra processfaktorer, profilens tvärsnittsdesign också beaktas. Den bästa profilens tvärsnittsdesign kan inte bara minska processsvårigheten från källan, utan också förbättra produktens kvalitet och användningseffekt, minska kostnaderna och förkorta leveranstiden.
Den här artikeln sammanfattar flera vanligt använda tekniker i aluminiumprofils tvärsnittsdesign genom faktiska fall i produktionen.
1. Designprinciper för aluminiumprofilsektioner
Aluminiumprofilextrudering är en bearbetningsmetod där en uppvärmd aluminiumstav laddas i en extruderingscylinder och tryck appliceras genom en extruder för att extrudera den från ett munstyckshål av en given form och storlek, vilket orsakar plastisk deformation för att erhålla den önskade produkten. Eftersom aluminiumstaven påverkas av olika faktorer som temperatur, extruderingshastighet, deformationsmängd och mögel under deformationsprocessen, är likformigheten i metallflödet svår att kontrollera, vilket medför vissa svårigheter för formkonstruktionen. För att säkerställa formens hållfasthet och undvika sprickor, kollaps, flisning etc. bör följande undvikas i profilsektionens utformning: stora konsoler, små öppningar, små hål, porös, asymmetrisk, tunnväggig, ojämn vägg tjocklek, etc. När vi designar måste vi först tillfredsställa dess prestanda när det gäller användning, dekoration etc. Den resulterande delen är användbar, men inte den bästa lösningen. För när designers saknar kunskap om extruderingsprocessen och inte förstår den relevanta processutrustningen, och produktionsprocesskraven är för höga och strikta, kommer kvalificeringsgraden att minska, kostnaden kommer att öka och den ideala profilen kommer inte att produceras. Därför är principen för design av aluminiumprofiler att använda den enklaste processen som möjligt samtidigt som den tillfredsställer dess funktionella design.
2. Några tips om gränssnittsdesign av aluminiumprofil
2.1 Felkompensation
Stängning är ett av de vanligaste defekterna vid profiltillverkning. De främsta skälen är följande:
(1) Profiler med djupa tvärsnittsöppningar stängs ofta när de extruderas.
(2) Sträckning och uträtning av profiler kommer att intensifiera stängningen.
(3) Liminjicerade profiler med vissa strukturer kommer också att ha stängning på grund av att kolloiden krymper efter att limmet har injicerats.
Om den ovan nämnda stängningen inte är allvarlig kan den undvikas genom att kontrollera flödeshastigheten genom formkonstruktionen; men om flera faktorer överlagras och formkonstruktionen och relaterade processer inte kan lösa stängningen, kan förkompensation ges i tvärsnittsdesignen, det vill säga föröppning.
Storleken på ersättningen före öppnandet bör väljas baserat på dess specifika struktur och tidigare avslutserfarenhet. Vid denna tidpunkt är designen av formöppningsritningen (föröppning) och den färdiga ritningen olika (Figur 1).
2.2 Dela upp stora sektioner i flera små sektioner
Med utvecklingen av storskaliga aluminiumprofiler blir tvärsnittsdesignerna för många profiler större och större, vilket innebär att en serie utrustning som stora extruderare, stora formar, stora aluminiumstavar etc. behövs för att stödja dem , och produktionskostnaderna stiger kraftigt. För vissa stora sektioner som kan uppnås genom skarvning, bör de delas upp i flera små sektioner under designen. Detta kan inte bara minska kostnaderna, utan också göra det lättare att säkerställa planhet, krökning och noggrannhet (Figur 2).
2.3 Sätt upp förstärkningsribbor för att förbättra dess planhet
Planhetskrav möts ofta vid utformning av profilsektioner. Profiler med små spännvidder är lätta att säkerställa planhet på grund av deras höga strukturella hållfasthet. Långspännande profiler kommer att sjunka ner på grund av sin egen tyngdkraft precis efter extrudering, och delen med störst böjspänning i mitten blir mest konkav. Dessutom, eftersom väggpanelen är lång, är det lätt att generera vågor, vilket kommer att förvärra planets intermittens. Därför bör platta plattstrukturer av stor storlek undvikas vid utformning av tvärsnitt. Vid behov kan förstärkningsribbor installeras i mitten för att förbättra dess planhet. (Figur 3)
2.4 Sekundär bearbetning
I profilproduktionsprocessen är vissa sektioner svåra att färdigställa genom extrudering. Även om det kan göras blir förädlings- och produktionskostnaderna för höga. Vid denna tidpunkt kan andra bearbetningsmetoder övervägas.
Fall 1: Hål med en diameter mindre än 4 mm på profilsektionen kommer att göra formen otillräcklig i styrka, lätt skadad och svår att bearbeta. Det rekommenderas att ta bort de små hålen och använda borrning istället.
Fall 2: Tillverkningen av vanliga U-formade spår är inte svårt, men om spårdjupet och spårets bredd överstiger 100 mm, eller förhållandet mellan spårets bredd och spårdjupet är orimligt, kan problem som otillräcklig formhållfasthet och svårighet att säkerställa öppningen kommer också att påträffas under produktionen. Vid utformning av profilsektionen kan öppningen anses vara stängd, så att den ursprungliga solida formen med otillräcklig hållfasthet kan omvandlas till en stabil delad form, och det blir inga problem med öppningsdeformation under extrudering, vilket gör formen lättare att upprätthålla. Dessutom kan vissa detaljer göras vid anslutningen mellan de två ändarna av öppningen under design. Till exempel: sätt in V-formade märken, små spår etc. så att de lätt kan tas bort under den slutliga bearbetningen (Figur 4).
2.5 Komplex på utsidan men enkel på insidan
Extruderingsformar av aluminiumprofil kan delas in i solida formar och shuntformar beroende på om tvärsnittet har ett hålrum. Bearbetningen av fasta formar är relativt enkel, medan bearbetningen av shuntformar involverar relativt komplexa processer som hålrum och kärnhuvuden. Därför måste full hänsyn tas till profilsektionens utformning, det vill säga sektionens yttre kontur kan utformas för att vara mer komplex, och spår, skruvhål etc. bör placeras på periferin så mycket som möjligt , medan interiören ska vara så enkel som möjligt, och noggrannhetskraven får inte vara för höga. På så sätt blir både mögelbearbetning och underhåll mycket enklare, och skördehastigheten förbättras också.
2.6 Reserverad marginal
Efter extrudering har aluminiumprofiler olika ytbehandlingsmetoder efter kundens behov. Bland dem har anodiserings- och elektroforesmetoder liten inverkan på storleken på grund av det tunna filmskiktet. Om ytbehandlingsmetoden för pulverlackering används, kommer pulver lätt att samlas i hörn och spår, och tjockleken på ett enda lager kan nå 100 μm. Om detta är en monteringsposition, t.ex. en glidare, kommer det att betyda att det finns 4 lager spraybeläggning. Tjocklek upp till 400 μm gör montering omöjlig och påverkar användningen.
Dessutom, när antalet profiler ökar och formen slits, kommer storleken på profilslitsarna att bli mindre och mindre, medan storleken på sliden blir större och större, vilket gör monteringen svårare. Baserat på ovanstående skäl måste lämpliga marginaler reserveras enligt specifika förhållanden under konstruktionen för att säkerställa montering.
2.7 Toleransmärkning
För tvärsnittsutformning produceras först monteringsritningen och sedan framställs profilproduktritningen. Rätt monteringsritning betyder inte att profilproduktritningen är perfekt. Vissa designers ignorerar vikten av dimensions- och toleransmärkning. De markerade positionerna är i allmänhet de mått som behöver garanteras, såsom: monteringsläge, öppning, spårdjup, spårbredd etc. och är lätta att mäta och inspektera. För allmänna dimensionstoleranser kan motsvarande noggrannhetsnivå väljas enligt den nationella standarden. Vissa viktiga monteringsmått måste märkas med specifika toleransvärden i ritningen. Om toleransen är för stor blir monteringen svårare och om toleransen är för liten kommer produktionskostnaden att öka. Ett rimligt toleransintervall kräver designerns dagliga erfarenhetsackumulering.
2.8 Detaljjusteringar
Detaljer avgör framgång eller misslyckande, och detsamma gäller för profiltvärsnittsdesign. Små förändringar kan inte bara skydda formen och kontrollera flödeshastigheten, utan också förbättra ytkvaliteten och öka utbytet. En av de vanligaste teknikerna är att runda hörn. Extruderade profiler kan inte ha absolut skarpa hörn eftersom de tunna koppartrådarna som används vid trådkapning också har diametrar. Flödeshastigheten i hörnen är dock långsam, friktionen är stor och spänningen är koncentrerad, det finns ofta situationer där extruderingsmärken är uppenbara, storleken är svår att kontrollera och mögelsvampar är benägna att flisa. Därför bör avrundningsradien ökas så mycket som möjligt utan att påverka dess användning.
Även om den tillverkas av en liten extruderingsmaskin, bör profilens väggtjocklek inte vara mindre än 0,8 mm, och väggtjockleken för varje del av sektionen bör inte skilja sig mer än 4 gånger. Under design kan diagonala linjer eller bågövergångar användas vid plötsliga förändringar i väggtjocklek för att säkerställa regelbunden urladdningsform och enkel mögelreparation. Dessutom har tunnväggiga profiler bättre elasticitet och väggtjockleken på en del kil, läkt etc. kan vara ca 1 mm. Det finns många applikationer för att justera detaljer i design, såsom att justera vinklar, ändra riktningar, förkorta konsoler, öka mellanrum, förbättra symmetri, justera toleranser etc. Kort sagt, profiltvärsnittsdesign kräver kontinuerlig sammanfattning och innovation, och tar fullt ut hänsyn till relation med formdesign, tillverkning och produktionsprocesser.
3. Slutsats
Som designer måste alla faktorer i produktens hela livscykel beaktas under designen, för att få de bästa ekonomiska fördelarna med profilproduktion, inklusive användarbehov, design, tillverkning, kvalitet, kostnad, etc., sträva efter att uppnå produktutveckling framgång första gången. Dessa kräver daglig spårning av produktproduktion och insamling och ackumulering av förstahandsinformation för att förutsäga designresultaten och korrigera dem i förväg.
Posttid: 2024-10-10
