ساخت محصولات نهایی از آلومینیوم

پس از قالب گیری آلومینیوم، محصولات برای تولیدکنندگان توزیع می شود و سپس آن را به محصولات مصرفی مانند پروفیل آلومینیوم تبدیل می کنند. تولیدکنندگان این محصولات را مجدد ذوب کرده و آلیاژها و دیگر مواد لازم را به آن می افزایند تا بتوانند محصولاتی جدید ایجاد کنند.

آلومینیوم خالص استحکام کششی زیادی ندارد. به همین دلیل، اغلب آن را با مقادیر کمی از مواد مختلف مانند مس، آهن یا تیتانیوم آلیاژ می کنند تا قوی تر شود یا خواص دیگری به آن بدهد. سپس تولید کنندگان مخلوط را دوباره به شکل دلخواه در می آورند.

روش های متداول تولید آلومینیوم

بسیاری از تولیدکنندگان صفحات آلومینیومی بزرگ را سفارش می دهند. آنها اسلب ها را به صورت ورقه های نازک برای استفاده در تولید فویل، قوطی و پانل ماشین می سازند. این بدان دلیل است که قوطی‌ های آلومینیومی قابل بازیافت، سبک وزن، مناسب برای چاپ برچسب ‌ها هستند.

در واقع اصطلاح ساخت آلومینیوم فرآیند تولید آلومینیوم به شکل یا محصول جدید را توصیف می کند که شامل تکنیک های ذیل می شود:

اکستروژن های آلومینیومی

اکستروژن به تکنیکی اشاره دارد که یک قطعه آلومینیوم از داخل یک قالب عبور می کند تا تغییر شکل دلخواه بر روی آن صورت گیرد. بسته به محصولی که تولید می‌کنید، می‌توان روش‌های اکستروژن آلومینیوم را در جایی که آلومینیوم گرم می‌شود یا در دمای کارگاه تکمیل کرد. به طور معمول برای تولید پروفیل آلومینیوم از این روش استفاده می کنند.

ریخته گری آلومینیوم

یکی دیگر از روش های تولید آلومینیوم، استفاده از قالب های ریخته گری است. با این روش، آلومینیوم که حرارت دیده و به شکل مایع درآمده است، داخلی قالب ریخته شده و اجازه می دهند تا سرد و سفت شود. بدین ترتیب، قطعاتی به شکل و  اندازه دلخواه از آلومینیوم حاصل می شود.

نورد آلومینیوم

آلومینیوم انعطاف پذیر و نرم است. این محصول را می توان با افزودن منگنز، به آلیاژی با دوام و استحکام بالا تبدیل کرد. این روش تولید آلومینیوم برای مونتاژ وسایل نقلیه، هواپیماها، واگن های ریلی و سایر فناوری ها مورد استفاده قرار می گیرد.

ماشینکاری آلومینیوم

برخی از کارهای ساخت نیاز به برش ورق های فلزی دارند. ماشینکاری فرآیند تغییر شکل و اندازه یک محصول فلزی را با حذف بخش ها توصیف می کند. آلومینیوم زمانی که در معرض گرما قرار می گیرد تغییر شکل می دهد، بنابراین استفاده از تجهیزات، ابزار و روانکننده های تخصصی برای ساخت قطعات و محصولات آلومینیومی بسیار مهم است.

تولید پروفیل آلومینیوم

در حال حاضر، پروفیل های آلومینیومی برای محصولات یا قطعات صنعتی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند. پس از تولید آلومینیوم، پروفیل های آلومینیومی تولید می شوند که برای نیازهای خانگی و صنعتی کاربرد دارند. برای انتخاب محصولات پروفیل آلومینیومی باکیفیت و کارایی بالا، یکی از مواردی که باید بدانید این است که فرآیند تولید چگونه کار می کند.

یکی از مراحل مهم در ساخت محصولات پروفیل آلومینیومی فرآیندی به نام اکستروژن است. به طور کلی فرآیند ساخت پروفیل های آلومینیومی به سه مرحله ریخته گری، اکستروژن و عملیات سطحی تقسیم می شود. اکستروژن دومین مرحله از فرآیند تولید پس از ریختن آلومینیوم در قالب دایره ای و سرد شدن شمش استوانه ای است. سپس بیلت تولید شده اکسترود می شود.

اکستروژن آلومینیوم چیست؟

اکستروژن آلومینیومی فرآیند تبدیل بیلت ها به پروفیل یا شکل مورد نظر بر اساس طرح آماده شده از طریق یک قالب است. مزیت فرآیند اکستروژن در تولید پروفیل آلومینیومی این است که می تواند اشکالی با مقاطع پیچیده ایجاد کند و سبک وزن است.

علاوه بر این، پروفیل آلومینیومی به دست آمده دوام بیشتری دارد و به راحتی زنگ نمی‌زند. فرآیند مورد استفاده برای تولید آلومینیوم و تبدیل آلیاژهای آلومینیوم به بیلت هایی با سطح مقطع خاص، به عنوان آلومینیوم اکسترود شده شناخته می شود.

فرآیند اکستروژن آلومینیوم

فرآیند اکستروژن آلومینیوم با حرارت دادن بیلت تا حدود 500 درجه سانتیگراد آغاز می شود، بیلت در یک اکسترودر قرار می گیرد. با فشار دادن آن در قالب تحت فشار بالا، پروفیل آلومینیومی به طول حدود 50 تا 70 متر اکسترود می شود.

بر اساس تفاوت در طراحی قالب اکستروژن ، پروفیل های آلومینیومی را می توان در اشکال مختلف مانند لوله های توخالی و اشکال مقطعی پیچیده ساخت. پس از خنک شدن پروفیل آلومینیوم اکسترود شده، هر دو انتهای آن کشیده می شود تا ثابت شود و در ابعاد یا اندازه های مشخص شده برش داده می شود. سپس، عملیات حرارتی برای افزایش استحکام لازم جهت محصول نهایی صورت می گیرد.

با مرور مراحل تولید آلومینیوم و پروفیل های آلومینیومی، می توان به استحکام بالای محصولات ساخته شده از این مواد پی برد. پس از گذراندن فرآیند اکستروژن آلومینیوم، مرحله نهایی در فرآیند ساخت، عملیات سطحی است. با فرو بردن پروفیل آلومینیومی در مخازن مایعات مختلف می توان چربی و خراش های ریز را از بین برد.

مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر سایش، با روش آنودایز افزایش می یابد و به این ترتیب یک لایه روی سطح تشکیل می دهد. مرحله بعدی رنگ آمیزی پروفیل آلومینیومی است.

پروفیل های اکستروژن آلومینیومی

اشکال مختلفی هنگام تولید پروفیل آلومینیومی حاصل می شود که از آن جمله می توان به پروفیل های L یا U اشاره کرد. پروفیل های توخالی با سطح مقطع مربع، گرد و مستطیل، از دیگر اشکال این پروفیل ها هستند. علاوه بر محصولات فوق، می توانید اشکال پروفایل دیگری را نیز با توجه به نیاز خود انتخاب کنید.

رنگ های رایج برای پروفیل ها مشکی، نقره ای و سفید است. اگر می خواهید رنگی غیر از این سه رنگ انتخاب کنید، باید آن را سفارش دهید. اکنون که مراحل تولید آلومینیوم را بیان کردیم، بهتر است به فرآیند تولید پروفیل آلومینیومی نیز بپردازیم.

مراحل تولید پروفیل های آلومینیومی

پروفیل های آلومینیومی از طریق فرآیندی به نام اکستروژن ساخته می شوند. در زیر یک طرح کلی از مراحل تولید پروفیل آلومینیوم ارائه شده است:

ذوب و ریخته گری

اولین مرحله در تولید پروفیل آلومینیوم ذوب شمش یا بیلت آلومینیوم در کوره است. سپس آلومینیوم مذاب با استفاده از دستگاه ریخته‌گری پیوسته به شکل بیلت‌های مستطیلی یا چوبی ریخته می‌شود.

گرمایش

شمش ها یا کنده های آلومینیومی سپس در یک کوره تا دمای مناسب برای اکستروژن گرم می شوند. این فرآیند گرمایش به کاهش ویسکوزیته آلومینیوم کمک می کند و اکسترود شدن آن را آسان تر می کند.

اکستروژن

با تولید آلومینیوم طی فرآیند اصولی، محصولی با دوام برای تولید انواع محصولات از جمله پروفیل خواهیم داشت. بدین ترتیب، در تمامی مرحله تولید پروفیل آلومینیومی نیز روندی آسان و کاربردی را دنبال خواهیم کرد. در فرآیند اکستروژن که بخشی از مراحل تولید پروفیلهای آلومینیومی است، بیلت آلومینیومی گرم شده در ظرفی به نام پرس اکستروژن قرار داده می شود و در آنجا از طریق قالبی با شکل مقطع مورد نظر عبور می کند.

فشار و گرمای ایجاد شده در طی فرآیند اکستروژن باعث می شود که آلومینیوم شکل قالب به خود بگیرد. پس از اکستروژن، پروفیل آلومینیومی به سرعت در یک حمام کوئنچ سرد می شود تا از ادامه تغییر شکل آن جلوگیری شود.

کشش و برش پروفیل آلومینیومی

این قطعات، ممکن است تحت یک فرآیند کشش قرار گیرد تا استحکام و صافی آن بهبود یابد. پروفیل آلومینیوم اکسترود شده سپس با استفاده از اره یا دستگاه برش دیگر به طول مورد نظر بریده می شود. سطح پروفیل ممکن است تحت فرآیندهای تکمیلی مختلفی مانند آنودایز کردن، پوشش پودری یا رنگ آمیزی قرار گیرد تا ظاهر و دوام آن بهبود یابد.

نهایت پروفیل های آلومینیومی برای اطمینان از مطابقت با استانداردها و مشخصات کیفی مورد نظر بازرسی می شوند. این فرآیند اکسترود کردن پروفیل های آلومینیومی یک فرآیند پیوسته است که می تواند به راحتی خودکار شود و آن را به روشی کارآمد و مقرون به صرفه برای تولید پروفیل آلومینیوم به کار بگیرند.

مراحل و فرآیندهای خاص مورد استفاده در تولید آلومینیوم و پروفیل های آلومینیومی به نتیجه نهایی مورد نظر، نوع پروفیل و الزامات کاربرد آن بستگی دارد.

طراحی پروفیل های اکستروژن آلومینیومی

هنگام طراحی پروفیل های اکستروژن آلومینیومی برای یک هدف خاص، چندین نکته مهم باید در نظر گرفته شود. با بررسی مهمترین جنبه ها، می توانید اطمینان حاصل کنید که فرآیند تولید پروفیل به خوبی اجرا می شود. به این ترتیب از هزینه های بالاتر و یا نتیجه کمتر در پایان کار جلوگیری می کنید.

نقشه های دقیق CAD را ارائه دهید.

نقشه های CAD واضح را با ابعاد، ضخامت دیواره و تحمل های مورد نیاز ارائه دهید. به این ترتیب، قابلیت ساخت و کارایی پروفیل آلومینیومی را می توان به سرعت تعیین کرد. در نتیجه، پروفیل اکستروژن مورد نیاز را می توان سریعتر تولید کرد.

ابعاد مناسب را مطابق با میزان تحمل مورد نیاز انتخاب کنید.

توصیه می شود با اطمینان از مراحل اصولی تولید آلومینیوم، برای ساخت پروفیل ها اقدام کنید و ابعاد و تحمل های مورد نظر را به وضوح در نظر بگیرید. با این حال، هنگامی که ابعادی را تعیین می کنید که دارای تلورانس های بسیار محدود یا بسیار تنگ هستند، فرآیند تولید می تواند بسیار پیچیده شود. در بسیاری از موارد، نتایج نهایی مفیدی را می توان با تلرانس ها و ابعاد کمتری نیز به دست آورد که امکان تولید سریعتر و کارآمدتر را فراهم می کند.

 ارائه بینش در مورد کاربرد مورد نظر اهمیت دارد.

ارائه بینش در مورد کاربرد پروفیل آلومینیومی، به درک بهتر ابعاد و تلورانس های مشخص شده کمک می کند. به این ترتیب می توانید مشخص کنید که محصول باید چه باری را تحمل کند و در چه شرایطی از آن استفاده می شود. این امر به تولید کارآمدتر کمک می کند.

آلیاژ و پوشش آنودایز شده مورد نظر را مشخص کنید.

آلیاژ انتخابی در تولید آلومینیوم و عملیات سطحی پروفیل اکستروژن آلومینیومی نیز می توانند بر ابعاد و تلرانس های مورد نیاز تأثیر بگذارد. آلیاژ و پرداخت ایده آل (آنودایز، پوشش پودری یا رنگ آمیزی) به استفاده از پروفیل بستگی دارد.

گوشه های گرد

پروفیل های اکستروژن آلومینیومی با گوشه های گرد ساده تر تولید می شوند، زیرا آلومینیوم به طور یکنواخت در قالب پخش می شود. معمولاً شعاع بین 0.5 میلی متر تا 1 میلی متر برای گوشه های گرد توصیه می شود. علاوه بر این، به طور کلی توصیه می شود از نقاط تیز در طرح خود اجتناب کنید. آنها به جنبه‌های آسیب‌پذیر تبدیل خواهند شد و به احتمال زیاد نتیجه نهایی نامنظمی را ارائه می‌دهند.

پروفیل های متقارن

تولید آلومینیوم به شکل پروفیل های متقارن آسان تر از پروفیل های نامتقارن است. با این نوع پروفیل، اغلب توزیع صحیح جرم ساده نیست. این فرآیند کمی پیچیده تر خواهد بود و اغلب با توجه به جنبه هایی مانند ابعاد و صافی پروفیل، دقت کمتری دارد.

ضخامت دیوار یکنواخت در تولید پروفیل آلومینیومی

توصیه می شود که پروفیل های اکستروژن با تنوع کمی در ضخامت دیوار تولید شود. هنگامی که ضخامت دیواره بسیار متفاوت است، پروفیل آلومینیوم پس از فرآیند اکستروژن به طور ناموزونی خنک می شود. همچنین انتخاب ضخامت دیوار نازک تر برای صرفه جویی در وزن و هزینه ها می تواند وسوسه انگیز باشد.

با این حال، تولید پروفیل هایی با ضخامت دیواره نازک تر دشوارتر است و باعث افزایش نرخ ضایعات می شود. این بدان معنی است که نتیجه نهایی می تواند به طور غیر ضروری گران تر شود. بنابراین، همیشه ضخامت دیواره پروفیل را به گونه ای انتخاب کنید که به اندازه کافی باشد.

جمع بندی

آلومینیوم یکی از مواد کاربردی است که به دلیل خواصی که دارد در کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد. به طور معمول، هنگام تولید آلومینیوم از موادی مانند منگنز استفاده می کنند تا آلیاژ به دست آمده بتواند قابلیت های بیشتری را ارائه دهد. یکی از مواردی که از آلومینیوم استفاده می شود، تولید پروفیل آلومینیوم است که باید دارای استحکام و کشش مناسب باشد تا بتوانند آن را در اشکال مختلفی تولید نمایند.