Как создают алюминиевые профили: сплавы, геометрия и технология

Вебинары AEC: от профессионалов к профессионалам

К сожалению, только совсем недавно мы – команда aluminium-guide.ru – открыли для себя вебинары Американской отраслевой организации прессовщиков алюминия – The Aluminum Extruders Council. Цель этих вебинаров – раскрыть инженерам, конструкторам, проектировщикам, а также менеджерам и маркетологам огромные возможности прессованных алюминиевых профилей в строительстве и дизайне, в автомобилестроении, в бытовых и спортивных товарах.

Опытные профессионалы своего дела – технологи и материаловеды, конструкторы и менеджеры производства делятся своими секретами:

  • Как сконструировать профиль, чтобы его производство было как можно более дешевым и оптимальным?
  • Что такое «хорошо» и что «такое» плохо в конструкции алюминиевого профиля?
  • Какие элементы нужно заложить в алюминиевый профиль, чтобы он мог выполнять свои функции с максимальной оптимальностью?
  • Какие выгоды можно получить, если заменить детали из традиционных материалов, например, стали, на детали из алюминиевых сплавов?

Алюминий – материал и философия

Алюминий как материал и экструзия алюминия как процесс предлагают конструкторам изделий для различных рынков свои уникальные свойства и технологические возможности. Глубокое понимание уникальных возможностей алюминиевых сплавов и процесса экструзии – философии алюминия – открывает для конструктора необозримые просторы для творчества и создания новых решений для любых сфер человеческой деятельности.

  • Как использовать уникальные свойства алюминия для разработки новых товаров?
  • Что могут дать конструктору различные алюминиевые сплавы и их варианты?
  • Какая может выгода от применения более сложных конструкций профилей?
  • Какие эффективные технологии применяют при работе с алюминием?

Все о возможностях конструкционного алюминия

Эти и другие вопросы рассматривались на последнем вебинаре от 4 ноября 2016 года, который был организован одним из лидеров алюминиевой промышленности – корпорацией SAPA.

Тема вебинара: Leveraging Aluminum’s Attributes for Effective Extruded Solutions

Этот одночасовый вебинар дает наглядный и подробный обзор многих нюансов производства алюминиевых профилей, а, главное, максимально подчеркивает все преимущества алюминия как материала и экструзии как технологии для достижения максимально эффективных результатов при разработке новых алюминиевых профилей.

В фокусе доклада — три основных рычага для поиска новых решений:

  • выбор алюминиевого сплава,
  • геометрия изделия и
  • технология производства.

Возможности выбора в этих трех сферах были показаны на многочисленных конкретных примерах в различных областях и нишах рынка.

После этого вебинара начинаешь лучше понимать:

  • возможные решения для применения прессованных профилей в самых различных товарах;
  • возможности и ограничения различных алюминиевых сплавов;
  • приемы конструирования эффективных алюминиевых профилей при минимальных затратах на их производство.

Ниже мы представляем несколько фрагментов из материалов этого вебинара, которые были особенно полезны для нас. Вам может понравиться другое.

Кроме приобретения технических знаний, тут еще и другая польза — естественная разговорная английская речь на знакомую вам техническую тематику. Английский язык для настоящего профессионала никогда не бывает лишним!

Ниже мы представляем первую часть обзора этого вебинара.

Мы все – экструдеры!

Все мы – сами, с детьми или с внуками – хотя бы один раз, но были экструдерами. Экструдерами пластилина (рисунок 1). Эта простая пластмассовая машинка моделирует и разъясняет основные принципы прессования: профили сплошные и полые, матрицы сплошные и комбинированные, качество заготовки, скорость прессования и тому подобное

1-ekstrusiya-plastelinaРисунок 1 – Экструзия пластилина

Экструзия алюминия

При экструзии алюминия сущность процесса остается той же – протолкнуть мягкий материал через заданные отверстия (рисунок 2).

2-zagotovka-matrica-profilРисунок 2- Экструзия алюминия

Однако, на самом деле, экструзия алюминия – это трудный и многофакторный процесс. Чтобы получать алюминиевые профили заданной формы с хорошей поверхностью и высокой прочностью применяют сложное оборудование, которое включает не только мощный и высокоточный экструзионный пресс, но также несколько печей, пил, рольгангов  и транспортеров (рисунок 3).

3-liniya-pressovaniyaРисунок 3 – Линия прессования алюминиевых профилей

В печи старения (рисунок 4) профили из термически упрочняемых алюминиевых сплавов, например, 6060 и 6063, достигают заданного состояния материала – заданных механических и других свойств. Эти состояния обозначают буквами и цифрами, например, Т5, Т6, Т66.

4-pech-stareniyaРисунок 4 – Печь старения

Что дает алюминий инновационному изделию:

  • малый вес
  • прочность
  • высокое отношение «прочность/вес»
  • упругость
  • коррозионная стойкость
  • электрическая проводимость
  • немагнитность
  • не образует искры
  • негорючий
  • прочный на холоде
  • полная переработка после срока службы

Что дает экструзия инновационному изделию:

  • металл там, где он нужен
  • сложные тонкостенные формы
  • привлекательный вид, спектр цветов
  • отсутствие швов
  • минимальная пористость
  • легкость обработки
  • много способов для соединений
  • точная сборка из многих элементов
  • однородное качество всей партии изделий
  • выгодно по цене
  • быстрый запуск в производство

Примеры преимуществ алюминиевых конструкций и изделий

Армейский мобильный мост

  • Модульный мост, который перевозят на грузовике или вертолете (рисунок 5)
  • 10-12 солдат собирают и устанавливают за полтора часа
  • 18 метров моста выдерживают легкие транспортные средства  и 130 солдат
  • Алюминиевый сплав 6061-Т6 и 6005-Т6; без сварки, только шпильки и болты

5-voennyy-mostРисунок 5 – Армейский мобильный алюминиевый мост

 Алюминиевые теплообменные радиаторы

Прессованные алюминиевые радиаторы (рисунок 6) – это идеальные теплообменники для автомобилей, освещения и электронного оборудования:

  • дешевле изготовление
  • высокая удельный теплообмен
  • тонкие стенки
  • встроенные полости
  • минимальная пористость

Все это дает им явные преимущества над конкурентами – литыми теплообменниками.

6-teplobmennikiРисунок 6

Радиаторы для автомобильных LED-светильников

Прессованные алюминиевые радиаторы для автомобильных LED-светильников (рисунок 7):

  • алюминиевый сплав 6360
  • параметры «языка»: 11:1
  • гибка с растяжением в состоянии Т4

7-led-svetilniki-avtomobilyaРисунок 7 — Радиаторы для автомобильных LED-светильников

Функциональные возможности алюминиевых профилей

8-profil-alyuminievyy-funkciiРисунок 8 – Функциональные элементы алюминиевых профилей

Популярные алюминиевые сплавы

На рисунке 9 представлены популярные среди конструкторов алюминиевые сплавы. Объем алюминиевых профилей из этих сплавов составляет подавляющее большинство по сравнению с остальными алюминиевыми сплавами.

9-alyuminievye-splavyРисунок 9 – Популярные алюминиевые сплавы для инновационных проектов

Продолжение обзора вебинара см. в следующей статье.

Источники:
Вебинар корпорации SAPA 4 ноября 2016 года на сайте AEC
Вебинары AEC