A ragione per a quale i profili in lega d'aluminiu sò largamente usati in a vita è in a pruduzzione hè chì tutti ricunnoscenu pienamente i so vantaghji cum'è a bassa densità, a resistenza à a corrosione, l'eccellente conducibilità elettrica, e proprietà non ferromagnetiche, a furmabilità è a riciclabilità.
L'industria cinese di i profili d'aluminiu hè cresciuta da zero, da chjuca à grande, finu à diventà un paese impurtante in a pruduzzione di profili d'aluminiu, cù una pruduzzione chì occupa u primu postu in u mondu. Tuttavia, à misura chì i bisogni di u mercatu per i prudutti di profili d'aluminiu cuntinueghjanu à cresce, a pruduzzione di profili d'aluminiu s'hè sviluppata in a direzzione di a cumplessità, di l'alta precisione è di a pruduzzione à grande scala, ciò chì hà purtatu à una seria di prublemi di pruduzzione.
I profili d'aluminiu sò pruduciuti principalmente per estrusione. Durante a pruduzzione, in più di cunsiderà e prestazioni di l'estrusore, u disignu di u stampu, a cumpusizione di a barra d'aluminiu, u trattamentu termicu è altri fattori di prucessu, deve ancu esse cunsideratu u disignu di a sezione trasversale di u prufilu. U megliu disignu di a sezione trasversale di u prufilu pò micca solu riduce a difficultà di u prucessu da a fonte, ma ancu migliurà a qualità è l'effettu d'usu di u pruduttu, riduce i costi è accurtà u tempu di consegna.
Questu articulu riassume parechje tecniche cumunimenti aduprate in a cuncepzione di sezioni trasversali di prufili d'aluminiu attraversu casi reali in pruduzzione.
1. Principii di cuncepimentu di sezioni di prufilu in aluminiu
L'estrusione di prufili d'aluminiu hè un metudu di trasfurmazione in u quale una barra d'aluminiu riscaldata hè caricata in un barile d'estrusione, è a pressione hè applicata attraversu un estrusore per estruderla da un foru di matrice di una forma è dimensione date, pruvucendu una deformazione plastica per ottene u pruduttu necessariu. Siccomu a barra d'aluminiu hè affettata da diversi fattori cum'è a temperatura, a velocità d'estrusione, a quantità di deformazione è u stampu durante u prucessu di deformazione, l'uniformità di u flussu di metallu hè difficiule da cuntrullà, ciò chì porta certe difficultà à a cuncepzione di u stampu. Per assicurà a resistenza di u stampu è evità crepe, crolli, scheggiature, ecc., i seguenti devenu esse evitati in a cuncepzione di a sezione di u prufilu: grandi cantilever, piccule aperture, picculi fori, porosi, asimmetrici, à pareti sottili, spessore di parete irregulare, ecc. Quandu si cuncepisce, duvemu prima suddisfà e so prestazioni in termini d'usu, decorazione, ecc. A sezione risultante hè utilizabile, ma micca a megliu suluzione. Perchè quandu i cuncettori ùn cunnoscenu micca u prucessu d'estrusione è ùn capiscenu micca l'equipaggiu di prucessu pertinente, è i requisiti di u prucessu di pruduzzione sò troppu alti è stretti, u tassu di qualificazione serà riduttu, u costu aumenterà è u prufilu ideale ùn serà micca pruduttu. Dunque, u principiu di u cuncepimentu di a sezione di prufilu in aluminiu hè di utilizà u prucessu u più simplice pussibule mentre suddisfà u so cuncepimentu funzionale.
2. Alcuni cunsiglii nantu à u cuncepimentu di l'interfaccia di u prufilu in aluminiu
2.1 Compensazione di l'errore
A chjusura hè unu di i difetti cumuni in a pruduzzione di prufili. I motivi principali sò i seguenti:
(1) I profili cù aperture di sezione trasversale prufonda si chjuderanu spessu quandu sò estrusi.
(2) U stiramentu è u raddrizzamentu di i prufili intensificheranu a chjusura.
(3) I profili iniettati cù colla cù certe strutture averanu ancu una chjusura per via di a ritirata di u colloide dopu l'iniezione di a colla.
Sè a chjusura sopra menzionata ùn hè micca seria, pò esse evitata cuntrullendu a velocità di flussu per mezu di u disignu di u stampu; ma sè parechji fattori sò sovrapposti è u disignu di u stampu è i prucessi cunnessi ùn ponu micca risolve a chjusura, una precompensazione pò esse data in u disignu di a sezione trasversale, vale à dì, una preapertura.
L'ammontu di a cumpensazione di preapertura deve esse sceltu secondu a so struttura specifica è l'esperienza di chjusura precedente. In questu mumentu, u disignu di u disegnu di apertura di u stampu (preapertura) è u disegnu finitu sò diffirenti (Figura 1).
2.2 Divide e sezioni di grande dimensione in parechje sezioni più chjuche
Cù u sviluppu di profili d'aluminiu à grande scala, i disinni trasversali di parechji profili diventanu sempre più grandi, ciò significa chì una seria d'attrezzature cum'è grandi estrusori, grandi stampi, grandi barre d'aluminiu, ecc. sò necessarie per susteneli, è i costi di pruduzzione aumentanu bruscamente. Per alcune sezioni di grande dimensione chì ponu esse ottenute per splicing, devenu esse divise in parechje piccule sezioni durante u disignu. Questu pò micca solu riduce i costi, ma ancu rende più faciule assicurà a planarità, a curvatura è a precisione (Figura 2).
2.3 Installate nervature di rinforzu per migliurà a so planarità
L'esigenze di planarità sò spessu incontrate quandu si cuncepiscenu sezioni di prufilu. I prufili di piccula campata sò faciuli da assicurà a planarità per via di a so alta resistenza strutturale. I prufili di longa campata si piegheranu per via di a so propria gravità subitu dopu l'estrusione, è a parte cù a più grande tensione di flessione in u mezu serà a più concava. Inoltre, postu chì u pannellu di muru hè longu, hè faciule generà onde, chì aggraveranu l'intermittenza di u pianu. Dunque, e strutture di piastre piane di grande dimensione devenu esse evitate in a cuncepzione di sezioni trasversali. Se necessariu, e nervature di rinforzu ponu esse installate in u mezu per migliurà a so planarità. (Figura 3)
2.4 Trasfurmazione secundaria
In u prucessu di pruduzzione di prufili, certe sezzioni sò difficiuli da compie per via di u trattamentu per estrusione. Ancu s'ellu si pò fà, i costi di trasfurmazione è di pruduzzione saranu troppu alti. À questu puntu, si ponu cunsiderà altri metudi di trasfurmazione.
Casu 1: I fori cù un diametru inferiore à 4 mm nantu à a sezione di u prufilu renderanu u stampu insufficiente in resistenza, facilmente dannighjabile è difficiule da processà. Hè cunsigliatu di caccià i picculi fori è aduprà a perforazione invece.
Casu 2: A pruduzzione di scanalature ordinarie in forma di U ùn hè micca difficiule, ma se a prufundità di a scanalatura è a larghezza di a scanalatura superanu 100 mm, o u rapportu trà a larghezza di a scanalatura è a prufundità di a scanalatura hè irragionevule, si scontranu ancu prublemi cum'è una resistenza insufficiente di u stampu è difficultà à assicurà l'apertura durante a pruduzzione. Quandu si cuncepisce a sezione di u prufilu, l'apertura pò esse cunsiderata chjusa, in modu chì u stampu solidu originale cù una resistenza insufficiente pò esse trasfurmatu in un stampu divisu stabile, è ùn ci serà micca prublema di deformazione di l'apertura durante l'estrusione, rendendu a forma più faciule da mantene. Inoltre, alcuni dettagli ponu esse fatti à a cunnessione trà e duie estremità di l'apertura durante a cuncepimentu. Per esempiu: stabilisce marchi in forma di V, piccule scanalature, ecc., in modu chì possinu esse facilmente rimossi durante a lavorazione finale (Figura 4).
2.5 Cumplessu à l'esternu ma simplice à l'internu
I stampi d'estrusione di prufili d'aluminiu ponu esse divisi in stampi solidi è stampi shunt secondu s'ellu ci hè una cavità in a sezione trasversale. A trasfurmazione di stampi solidi hè relativamente simplice, mentre chì a trasfurmazione di stampi shunt implica prucessi relativamente cumplessi cum'è cavità è teste di core. Dunque, si deve tene pienamente contu di u disignu di a sezione di u prufilu, vale à dì, u contornu esternu di a sezione pò esse cuncipitu per esse più cumplessu, è e scanalature, i fori di viti, ecc. devenu esse piazzati u più pussibule nantu à a periferia, mentre chì l'internu deve esse u più simplice pussibule, è i requisiti di precisione ùn ponu esse troppu alti. In questu modu, sia a trasfurmazione sia a manutenzione di i stampi saranu assai più simplici, è ancu u rendimentu serà migliuratu.
2.6 Margine riservatu
Dopu l'estrusione, i profili in aluminiu anu diversi metudi di trattamentu di a superficia secondu i bisogni di i clienti. Frà questi, i metudi di anodizazione è elettroforesi anu pocu impattu nantu à a dimensione per via di u stratu di film sottile. Se si usa u metudu di trattamentu di a superficia di u rivestimentu in polvere, a polvere s'accumulerà facilmente in l'anguli è e scanalature, è u spessore di un unicu stratu pò ghjunghje à 100 μm. S'ellu si tratta di una pusizione di assemblaggio, cum'è un slider, significarà chì ci sò 4 strati di rivestimentu à spruzzatura. Un spessore finu à 400 μm renderà impussibile l'assemblaggio è influenzerà l'usu.
Inoltre, à misura chì u numeru di estrusioni aumenta è u stampu si consuma, a dimensione di e fessure di u prufilu diventerà sempre più chjuca, mentre chì a dimensione di u slider diventerà sempre più grande, rendendu l'assemblaggio più difficiule. Basatu annantu à e ragioni sopra menzionate, i margini adatti devenu esse riservati secondu e cundizioni specifiche durante a cuncepzione per assicurà l'assemblaggio.
2.7 Marcatura di tolleranza
Per a cuncepzione di a sezione trasversale, u disegnu di assemblaggio hè pruduttu prima è dopu u disegnu di u pruduttu di prufilu hè pruduttu. U disegnu di assemblaggio currettu ùn significa micca chì u disegnu di u pruduttu di prufilu hè perfettu. Certi cuncettori ignoranu l'impurtanza di a marcatura di dimensione è di tolleranza. E pusizioni marcate sò generalmente e dimensioni chì devenu esse garantite, cume: pusizione di assemblaggio, apertura, prufundità di a scanalatura, larghezza di a scanalatura, ecc., è sò faciuli da misurà è ispezionà. Per e tolleranze dimensionali generali, u livellu di precisione currispundente pò esse sceltu secondu u standard naziunale. Alcune dimensioni impurtanti di assemblaggio devenu esse marcate cù valori di tolleranza specifici in u disegnu. Se a tolleranza hè troppu grande, l'assemblaggio serà più difficiule, è se a tolleranza hè troppu chjuca, u costu di pruduzzione aumenterà. Un intervallu di tolleranza ragiunevule richiede l'accumulazione di sperienza quotidiana di u cuncettore.
2.8 Aggiustamenti dettagliati
I dettagli determinanu u successu o u fiascu, è u listessu hè veru per a cuncepzione di a sezione trasversale di u prufilu. Picculi cambiamenti ùn ponu micca solu prutege u stampu è cuntrullà a velocità di flussu, ma ancu migliurà a qualità di a superficia è aumentà u rendimentu. Una di e tecniche cumunemente aduprate hè l'arrotondamentu di l'anguli. I prufili estrusi ùn ponu micca avè anguli assolutamente affilati perchè i fili di rame fini aduprati in u tagliu di i fili anu ancu diametri. Tuttavia, a velocità di flussu à l'anguli hè lenta, l'attritu hè grande è a tensione hè cuncentrata, ci sò spessu situazioni induve i marchi di estrusione sò evidenti, a dimensione hè difficiule da cuntrullà è i stampi sò propensi à scheggiature. Dunque, u raghju di arrotondamentu deve esse aumentatu u più pussibule senza influenzà u so usu.
Ancu s'ellu hè pruduttu da una piccula macchina d'estrusione, u spessore di u muru di u prufilu ùn deve esse menu di 0,8 mm, è u spessore di u muru di ogni parte di a sezione ùn deve differisce di più di 4 volte. Durante a cuncepzione, e linee diagonali o e transizioni d'arcu ponu esse aduprate à i cambiamenti bruschi di u spessore di u muru per assicurà una forma di scarica regulare è una riparazione faciule di u stampo. Inoltre, i profili à pareti sottili anu una migliore elasticità, è u spessore di u muru di alcuni fazzoletti, listelli, ecc. pò esse circa 1 mm. Ci sò parechje applicazioni per aghjustà i dettagli in a cuncepzione, cum'è l'aghjustamentu di l'anguli, u cambiamentu di direzzione, l'accorciamentu di i cantilever, l'aumentu di i spazii, u miglioramentu di a simmetria, l'aghjustamentu di e tolleranze, ecc. In breve, a cuncepzione di a sezione trasversale di u prufilu richiede un riassuntu è una innovazione cuntinui, è cunsidereghja pienamente a relazione cù a cuncepzione di u stampo, a fabricazione è i prucessi di pruduzzione.
3. Cunclusione
Cum'è designer, per ottene i migliori benefici ecunomichi da a pruduzzione di profili, tutti i fattori di tuttu u ciclu di vita di u pruduttu devenu esse cunsiderati durante a cuncepzione, cumpresi i bisogni di l'utilizatori, a cuncepzione, a fabricazione, a qualità, u costu, ecc., sforzendu si di ottene u successu di u sviluppu di u pruduttu a prima volta. Quessi richiedenu un seguimentu cutidianu di a pruduzzione di u pruduttu è a raccolta è l'accumulazione d'infurmazioni di prima manu per prevede i risultati di a cuncepzione è curreggeli in anticipu.
Data di publicazione: 10 settembre 2024
