پروفایل آلومینیوم مهارت های طراحی مقطعی برای حل مشکلات تولید اکستروژن

دلیل استفاده از پروفایل های آلیاژ آلومینیوم در زندگی و تولید این است که همه مزایای خود را به طور کامل از جمله چگالی کم ، مقاومت در برابر خوردگی ، هدایت الکتریکی عالی ، خصوصیات غیر فرآواره ای ، شکل پذیری و بازیافت را به طور کامل تشخیص می دهند.

صنعت پروفایل آلومینیوم چین از ابتدا ، از کوچک تا بزرگ ، تا زمانی که به یک کشور بزرگ تولید آلومینیومی تبدیل شده است ، با رتبه اول تولید در جهان رشد کرده است. با این حال ، از آنجا که نیازهای بازار برای محصولات آلومینیومی همچنان در حال افزایش است ، تولید پروفایل های آلومینیومی در جهت پیچیدگی ، دقت بالا و تولید در مقیاس بزرگ توسعه یافته است که باعث ایجاد یک سری مشکلات تولید شده است.

پروفایل های آلومینیوم بیشتر توسط اکستروژن تولید می شوند. در حین تولید ، علاوه بر در نظر گرفتن عملکرد اکسترودر ، طراحی قالب ، ترکیب میله آلومینیوم ، عملیات حرارتی و سایر فاکتورهای فرآیند ، طراحی مقطعی از پروفایل نیز باید در نظر گرفته شود. بهترین طراحی مقطع مشخصات نه تنها می تواند مشکل فرآیند را از منبع کاهش دهد ، بلکه کیفیت و اثر استفاده از محصول را نیز بهبود می بخشد ، هزینه ها را کاهش می دهد و زمان تحویل را کوتاه می کند.

در این مقاله چندین تکنیک متداول در طراحی مقطع پروفایل آلومینیوم از طریق موارد واقعی در تولید خلاصه می شود.

1. اصول طراحی بخش آلومینیوم

اکستروژن پروفایل آلومینیوم یک روش پردازش است که در آن یک میله آلومینیومی گرم شده در یک بشکه اکستروژن بارگذاری می شود و فشار از طریق یک اکسترودر اعمال می شود تا آن را از یک سوراخ قالب از یک شکل و اندازه معین خارج کند و باعث تغییر شکل پلاستیک می شود تا محصول مورد نیاز را بدست آورد. از آنجا که میله آلومینیوم تحت تأثیر عوامل مختلفی از قبیل دما ، سرعت اکستروژن ، مقدار تغییر شکل و قالب در طی فرآیند تغییر شکل قرار می گیرد ، یکنواختی جریان فلزی کنترل آن دشوار است که این امر مشکلات خاصی را برای طراحی قالب به همراه می آورد. به منظور اطمینان از قدرت قالب و جلوگیری از ترک ، فروپاشی ، تراشه و غیره ، باید در طراحی بخش مشخصات زیر از آن جلوگیری کرد: کانترهای بزرگ ، دهانه های کوچک ، سوراخ های کوچک ، متخلخل ، نامتقارن ، دیواره نازک ، ناهموار. ضخامت و غیره هنگام طراحی ، ابتدا باید عملکرد آن را از نظر استفاده ، دکوراسیون و غیره برآورده کنیم. بخش حاصل قابل استفاده است ، اما بهترین راه حل نیست. از آنجا که هنگامی که طراحان فاقد آگاهی از روند اکستروژن هستند و تجهیزات مربوط به فرآیند مربوطه را درک نمی کنند و الزامات فرآیند تولید خیلی زیاد و سختگیرانه است ، میزان صلاحیت کاهش می یابد ، هزینه افزایش می یابد و مشخصات ایده آل تولید نمی شود. بنابراین ، اصل طراحی بخش پروفایل آلومینیوم استفاده از ساده ترین فرآیند در ضمن رضایت از طراحی عملکردی آن است.

2. برخی از نکات در مورد طراحی رابط پروفایل آلومینیوم

2.1 جبران خطا

بسته شدن یکی از نقایص رایج در تولید پروفایل است. دلایل اصلی به شرح زیر است:

(1) پروفایل هایی با دهانه های مقطع عمیق اغلب هنگام اکسترود بسته می شوند.

(2) کشش و صاف کردن پروفایل باعث اختلال می شود.

(3) پروفایل های تزریق شده با سازه های خاص نیز به دلیل کوچک شدن کلوئید پس از تزریق چسب ، بسته می شوند.

اگر بسته شدن فوق الذکر جدی نباشد ، با کنترل سرعت جریان از طریق طراحی قالب می توان از آن جلوگیری کرد. اما اگر چندین عامل در معرض خطر قرار بگیرند و طراحی قالب و فرآیندهای مرتبط با آن نتوانند بسته شدن را حل کنند ، می توان قبل از جبران خسارت را در طراحی مقطع ، یعنی قبل از افتتاح ، ارائه داد.

میزان جبران خسارت قبل از افتتاح باید بر اساس ساختار خاص آن و تجربه بسته شدن قبلی انتخاب شود. در این زمان ، طراحی نقاشی قالب (قبل از افتتاح) و نقاشی تمام شده متفاوت است (شکل 1).

2.2 بخش های بزرگ را به چندین بخش کوچک تقسیم کنید

با توسعه پروفایل های آلومینیومی در مقیاس بزرگ ، طرح های مقطعی بسیاری از پروفایل ها بزرگتر و بزرگتر می شوند ، به این معنی که یک سری تجهیزات مانند اکسترودرهای بزرگ ، قالب های بزرگ ، میله های بزرگ آلومینیومی و غیره برای پشتیبانی از آنها مورد نیاز است و هزینه های تولید به شدت افزایش می یابد. برای برخی از بخش های بزرگ که می توانند با ترکیبی حاصل شوند ، باید در طول طراحی به چندین بخش کوچک تقسیم شوند. این نه تنها می تواند هزینه ها را کاهش دهد ، بلکه اطمینان از صاف بودن ، انحنای و دقت را نیز آسان تر می کند (شکل 2).

2.3 دنده های تقویت کننده را برای بهبود صاف بودن خود تنظیم کنید

الزامات صافی اغلب هنگام طراحی بخش های پروفایل با آن روبرو می شوند. پروفایل های کوچک به دلیل قدرت ساختاری بالای آنها به راحتی می توان از صافی اطمینان یافت. پروفایل های طول بلند به دلیل گرانش خود درست پس از اکستروژن ، و بخشی با بیشترین استرس خمش در وسط ، مقعر ترین خواهد بود. همچنین ، از آنجا که پانل دیواری طولانی است ، تولید امواج آسان است ، که باعث می شود متناوب هواپیما باشد. بنابراین ، باید از ساختارهای صفحه مسطح به اندازه بزرگ در طراحی مقطع جلوگیری شود. در صورت لزوم ، دنده های تقویت کننده می توانند در وسط نصب شوند تا صاف بودن آن بهبود یابد. (شکل 3)

2.4 پردازش ثانویه

در فرآیند تولید پروفایل ، برخی از بخش ها با پردازش اکستروژن تکمیل می شوند. حتی اگر این کار انجام شود ، هزینه های پردازش و تولید خیلی زیاد خواهد بود. در این زمان ، سایر روش های پردازش را می توان در نظر گرفت.

مورد 1: سوراخ هایی با قطر کمتر از 4 میلی متر در بخش پروفایل باعث می شود قالب از نظر قدرت ، به راحتی آسیب دیده و پردازش آن دشوار باشد. توصیه می شود سوراخ های کوچک را برداشته و به جای آن از حفاری استفاده کنید.

مورد 2: تولید شیارهای معمولی U شکل دشوار نیست ، اما اگر عمق شیار و عرض شیار بیش از 100 میلی متر باشد ، یا نسبت عرض شیار به عمق شیار غیر منطقی است ، مشکلاتی مانند قدرت قالب کافی و مشکل در اطمینان از افتتاح همچنین در طول تولید با آن روبرو می شود. هنگام طراحی بخش پروفایل ، باز شدن را می توان در نظر گرفت ، به طوری که قالب جامد اصلی با استحکام کافی را می توان به یک قالب تقسیم پایدار تبدیل کرد و مشکلی برای تغییر شکل در هنگام اکستروژن وجود نخواهد داشت و شکل را آسان تر می کند حفظ علاوه بر این ، برخی از جزئیات را می توان در اتصال بین دو انتهای دهانه در هنگام طراحی انجام داد. به عنوان مثال: علائم V شکل ، شیارهای کوچک و غیره را تنظیم کنید تا در هنگام ماشینکاری نهایی به راحتی از بین بروند (شکل 4).

2.5 پیچیده در قسمت بیرونی اما در داخل ساده است

قالب های اکستروژن پروفایل آلومینیوم با توجه به اینکه این مقطع دارای حفره است ، می توانند به قالب های جامد و قالب های شنت تقسیم شوند. پردازش قالب های جامد نسبتاً ساده است ، در حالی که پردازش قالب های شنت شامل فرآیندهای نسبتاً پیچیده مانند حفره ها و سرهای اصلی است. بنابراین ، باید به طراحی بخش پروفایل توجه کامل شود ، یعنی کانتور بیرونی این بخش را می توان پیچیده تر کرد و شیارها ، سوراخ های پیچ و غیره باید تا حد امکان در حاشیه قرار بگیرند ، در حالی که فضای داخلی باید تا حد ممکن ساده باشد و الزامات دقت نمی تواند خیلی زیاد باشد. به این ترتیب ، پردازش و نگهداری قالب بسیار ساده تر خواهد بود و میزان عملکرد نیز بهبود می یابد.

2.6 حاشیه رزرو شده

پس از اکستروژن ، پروفایل های آلومینیوم با توجه به نیاز مشتری روش های مختلف تصفیه سطح دارند. در میان آنها ، روشهای آنودایزاسیون و الکتروفورز به دلیل لایه فیلم نازک تأثیر کمی بر اندازه دارند. اگر از روش تصفیه سطح پوشش پودر استفاده شود ، پودر به راحتی در گوشه ها و شیارها جمع می شود و ضخامت یک لایه واحد می تواند به 100 میکرومتر برسد. اگر این یک موقعیت مونتاژ باشد ، مانند کشویی ، به این معنی است که 4 لایه پوشش اسپری وجود دارد. ضخامت حداکثر 400 میکرومتر باعث می شود مونتاژ غیرممکن شود و بر استفاده تأثیر بگذارد.

علاوه بر این ، با افزایش تعداد اکستروژن ها و پوشیدن قالب ، اندازه شکاف های پروفایل کوچکتر و کوچکتر می شوند ، در حالی که اندازه کشویی بزرگتر و بزرگتر می شود و مونتاژ را دشوارتر می کند. براساس دلایل فوق ، برای اطمینان از مونتاژ باید حاشیه های مناسب مطابق با شرایط خاص در طول طراحی محفوظ باشد.

2.7 علامت تحمل

برای طراحی مقطعی ، ابتدا نقاشی مونتاژ تولید می شود و سپس نقاشی محصول پروفایل تولید می شود. ترسیم صحیح مونتاژ به این معنی نیست که ترسیم محصول پروفایل کامل است. برخی از طراحان اهمیت ابعاد و نشان دادن تحمل را نادیده می گیرند. موقعیت های مشخص شده به طور کلی ابعادی است که باید تضمین شوند ، مانند: موقعیت مونتاژ ، باز شدن ، عمق شیار ، عرض شیار و غیره ، و اندازه گیری و بازرسی آن آسان است. برای تحمل های ابعادی عمومی ، سطح دقت مربوطه را می توان مطابق با استاندارد ملی انتخاب کرد. برخی از ابعاد مهم مونتاژ باید با مقادیر تحمل خاص در نقاشی مشخص شوند. اگر تحمل خیلی بزرگ باشد ، مونتاژ دشوارتر خواهد بود و اگر تحمل خیلی کم باشد ، هزینه تولید افزایش می یابد. دامنه تحمل معقول نیاز به تجمع روزانه تجربه طراح دارد.

2.8 تنظیم دقیق

جزئیات موفقیت یا عدم موفقیت را تعیین می کند ، و در مورد طراحی مقطع مشخصات نیز صادق است. تغییرات کوچک نه تنها می تواند از قالب محافظت کند و سرعت جریان را کنترل کند بلکه کیفیت سطح را نیز بهبود می بخشد و میزان عملکرد را افزایش می دهد. یکی از تکنیک های متداول گوشه های گرد است. پروفایل های اکسترود شده نمی توانند گوشه های کاملاً تیز داشته باشند زیرا سیمهای نازک مسی مورد استفاده در برش سیم نیز دارای قطر هستند. با این حال ، سرعت جریان در گوشه ها کند است ، اصطکاک بزرگ است و استرس متمرکز است ، اغلب موقعیت هایی وجود دارد که علائم اکستروژن آشکار است ، اندازه آن برای کنترل دشوار است و قالب ها مستعد تراش هستند. بنابراین ، شعاع گرد باید تا حد ممکن افزایش یابد بدون اینکه تأثیر بگذارد.

حتی اگر توسط یک دستگاه اکستروژن کوچک تولید شود ، ضخامت دیواره پروفایل نباید کمتر از 0.8 میلی متر باشد و ضخامت دیواره هر قسمت از بخش نباید بیش از 4 بار متفاوت باشد. در حین طراحی ، از خطوط مورب یا انتقال قوس می توان در تغییرات ناگهانی در ضخامت دیوار استفاده کرد تا از شکل تخلیه منظم و ترمیم قالب آسان استفاده شود. علاوه بر این ، پروفایل های دیواره نازک دارای خاصیت ارتجاعی بهتری هستند و ضخامت دیواره برخی از گوها ، باتلاق ها و غیره می تواند حدود 1 میلی متر باشد. برنامه های زیادی برای تنظیم جزئیات در طراحی وجود دارد ، از جمله تنظیم زاویه ها ، تغییر جهت ، کوتاه کردن کنگره ها ، افزایش شکاف ها ، بهبود تقارن ، تنظیم تحمل و غیره. در طراحی مقطعی کوتاه ، به خلاصه و نوآوری مداوم نیاز دارد و به طور کامل در نظر گرفته می شود. رابطه با فرآیندهای طراحی قالب ، ساخت و تولید.

3. نتیجه گیری

به عنوان یک طراح ، برای به دست آوردن بهترین مزایای اقتصادی از تولید پروفایل ، باید تمام عوامل کل چرخه زندگی محصول در طول طراحی در نظر گرفته شود ، از جمله نیازهای کاربر ، طراحی ، ساخت ، کیفیت ، هزینه و غیره ، برای دستیابی به موفقیت توسعه محصول اولین بار. این موارد نیاز به ردیابی روزانه تولید محصول و جمع آوری و تجمع اطلاعات دست اول به منظور پیش بینی نتایج طراحی و تصحیح آنها را از قبل دارد.