اکستروژن آلومینیوم، فرایندی برای ایجاد قطعات با پروفیل مقطع خاص است که از طریق گرم کردن و فشار این کار انجام می شود. این اشکال می توانند جامد، توخالی یا نیمه خالی باشند.
اخیرا استفاده از اکستروژن آلومینیوم در طراحی و ساخت محصول به طور قابل توجهی افزایش یافته است.
البته ممکن است شما چیز زیادی در مورد این فرآیند نشنیده باشید. در این مقاله سعی بر این داریم تا مزایا و مراحل کار را توضیح دهیم.
اکستروژن آلومینیوم چیست؟
اکستروژن آلومینیوم فرایندی است که در آن مواد آلیاژ آلومینیوم توسط قالبی با مقطع خاص عبور می کند.
یک تلمبه قدرمتند آلومینیوم را از طریق قالب فشار می دهد و آن را هل می دهد تا از دهانه قالب خارج شود و آلومینیوم به همان شکل قالب خارج می شود.
نیروی وارد شده به آلومینیوم را می توان به نیرویی که هنگام فشار دادن لوله خمیر دندان توسط انگشتان خود وارد می کنید، تشبیه کرد. در این حالت با فشار دادن، خمیر دندان به شکل دهانه لوله خارج می شود.
دهانه خمیردندان دقیقا همان عملکرد قالب اکستروژن را دارد.
درادامه می توانید متداول ترین اشکال اکسترود شده مانند زاویه ها، کانال ها و لوله ها را مشاهده کنید. همه این تصاویر نسبتا ساده هستند، اما روند اکستروژن امکان ایجاد اشکال بسیار پیچیده تر را نیز فراهم می کند.
چه اشکالی را می توان اکسترود کرد؟
این اشکال شامل سه دسته اصلی هستند:
- Solid)) جامد: بدون حفره یا سوراخ مانند میله، تیر یا زاویه.
- (Hollow) توخالی: اشکالی با یک یا چند حفره مانند لوله های مربعی یا مستطیلی.
- (Semi-hollow) نیمه توخالی: اشکالی با یک خلا نیمه ای محصور مانند یک کانال C شکل با یک شکاف باریک.
اکستروژن در صنایع مختلفی مانند الکترونیک، اتومبیل سازی، هوا فضا، معماری و ... کاربردهای بی شماری دارد. تصاویر زیر چند نمونه از اشکال پیچیده ای هستند که برای
صنعت معماری طراحی شده اند.
در این قطعات، طراحان، از اشکال چندگانه و به هم پیوسته در طراحی استفاده کرده اند. پروفیل مشکی در وسط آنها یک شکست حرارتی پلی آمیدی است که برای عایق بندی استفاده شده است و پروفیل های خاکستری آلومینیوم هستند.
مراحل اکسترود آلومینیوم
ابتدا
قالب اکستروژن آماده شده و به دستگاه پرس اکستروژن منتقل می شود برای این کار ابتدا قالبی دایره ای شکل از فولاد
H13 ساخته می شود. قبل از اکستروژن، قالب باید بین 450 تا 500 درجه سانتی گراد گرم شود تا جریان یکنواخت فلز را تضمین کند. پس از گرم شدن قالب می توان آن را در دستگاه پرس اکستروژن بارگذاری کرد.
بعد از آن یک قطعه آلومینیومی استوانه ای شکل و طولانی به نام شمش از مواد آلیاژ بریده می شود. این قطعه از قبل درون کوره ای با درجه حرارت 400 تا 500 درجه سانتی گراد گرم می شود تا قابل انعطاف شود، اما ذوب نمی شود.
هنگامی که شمش از قبل گرم شود، به دستگاه پرس اکستروژن به صورت مکانیکی منتقل می شود. قبل از بارگیری مواد روان کننده بر روی قطعه و تلمبه می ریزند، تا شمش و تلمبه به هم نچسبد.
شمش قابل انعطاف درون دستگاه فشار اکستروژن بارگذاری می شود و توسط تلمبه هیدرولیکی، فشاری در حدود 15000 تن به آن وارد می شود. با فشار تلمبه مواد شمش داخل ظرف پرس اکستروژن می ریزد، مواد منبسط می شود و دیواره های ظرف را پر می کند.
پس از اینکه ظرف پر شد، فشار مستمر بر روی ظرف قرار می گیرد و آلیاژها راهی جز اینکه از دهانه قالب خارج شوند ندارند.
پس از اینکه خارج شدند، در امتداد میزی حرکت می کنند و توسط یک سیستم کولینگ در بالای سرشان خنک می شوند و یا برای خنک شدن وارد حمام آب می شوند.
هنگامی که یک فرایند اکستروژن کامل شد، توسط اره داغ برش داده می شود. در هر مرحله از فرایند، دما نقش بسزایی دارد.
پس از برش اکستروژن ها هنوز داغ هستند و باید کمی بمانند تا به دمای اتاق برسند.
در طول عملیات، ممکن است برخی پیچش های طبیعی در پروفیل به وجود آمده است که باید اصلاح شوند. دو طرف پروفیل توسط دستگاه کشیده می شود تا صاف شود.
هنگامی که اکستروژن ها کاملا سخت و صاف شده اند، آنها به میز اره منتقل می شوند تا با طول های مشخصی که معمولا بین 8 تا 21 فوت است، برش بخورند.
پس از اتمام اکستروژن، می توان پروفیل ها را به منظور افزایش خواص آنها تحت عملیات حرارتی قرار داد. حتی سطح پروفیل را برای محافظت در برابر خوردگی می توان تقویت کرد.
آلیاژهای سری 2000، 6000 و 7000 می توانند تحت عملیات حرارتی قرار بگیرند تا در مقابل کشش و تنش مقاوم شوند.
فرآیند آندایزینگ، لایه اکسید طبیعی فلز را ضخیم می کند و باعث افزایش مقاومت در برابر خوردگی و سایش می شود و فلز می تواند از نظر ظاهری رنگ های مختلفی را بپذیرد.
فرایندهای تکمیلی دیگری نیز مانند نقاشی، ماسه بلاست و تصعید نیز می توانند نمای چوبی به پروفیل دهند.
