Mis on alumiiniumist ekstrusioonvorm?
Alumiiniumi ekstrusioonis on üks kõige olulisemaid tööriistu lõpptootes sageli nähtamatu: vorm. See määrab materjali kuju ja kontrollib selle voolu.
Alumiiniumist ekstrusioonvorm on täpselt konstrueeritud terasest tööriist, millel on spetsiifiline väljalõike kuju, mille kaudu sulatatud alumiinium surutakse, moodustades profiili ristlõike.
Käesolevas artiklis selgitatakse, kuidas stantsid kujundavad profiile, kuidas disain mõjutab kvaliteeti, kus stantse pressis kasutatakse ja kas neid saab erinevate disainide puhul korduvalt kasutada.
Kuidas vormib survetöötlusprofiilid?
On lihtne eeldada, et alumiiniumvormid on valmistatud vormidest, kuid ekstrusioon toimib teisiti. Siin on vorm kõik.
Survevorm annab alumiiniumile profiili, surudes selle surve all läbi kujundatud ava, mille tulemusena saadakse soovitud ristlõige.
Alumiiniumi ekstrusioon algab silindrilise tooriku kuumutamisega, kuni see on piisavalt pehme, et voolata. Toorik surutakse ramiga läbi matriitsi – lame terasketas, millel on täpne ava, mis on kujundatud vastavalt lõplikule profiilile. Metall võtab pressist väljudes selle ava kuju.
Täisprofiilide puhul on vormil lihtne avaus. Õõnsate või poolõõnsate profiilide puhul sisaldab vorm torusid ja sildu, mis kujundavad sisemised õõnsused. Selline konstruktsioon võimaldab õhul ja materjalil korralikult voolata, säilitades samal ajal profiili terviklikkuse.
Vorm peab kontrollima ka materjali voolu. Kui materjal voolab ühes kohas liiga kiiresti ja teises liiga aeglaselt, võib ekstrusioon moonutuda, lõheneda või tekitada ebaühtlase pinna. Iga vormi nurk, kanal või ribi mõjutab lõplikku kuju, tugevust ja ühtlust.
Profiili mõjutavate tegurite kokkuvõte:
- Määratleb välise ja sisemise kuju
- Kontrollib seina paksust ja konstruktsiooni ribisid
- Haldab materjalivoogu ja väljumiskiirust
- Määrab esialgse pinnatekstuuri ja viimistluse kvaliteedi
Vormi ava ei mõjuta ekstrusiooni seina paksust.Vale
Seina paksus on täpselt kontrollitud vormi kujuga ja see peab olema projekteeritud disainisse.
Profiili ristlõige tekitatakse, surudes alumiiniumi läbi vormi kujundatud ava.Tõsi
Alumiinium võtab ekstrusiooni käigus täpselt sama kuju kui vormi õõnsus.
Miks disain mõjutab kvaliteeti?
Kui vorm ei ole õigesti projekteeritud, võib alumiinium ikkagi välja tulla, kuid defektid ja kõrvalekalded ilmnevad kiiresti.
Vormi disain mõjutab kvaliteeti, kuna see määrab alumiiniumi voolamise, jahutamise ja vormimise viisi – halb disain võib põhjustada deformatsiooni, pragunemist, ebaühtlasi seinu või vormi lühikest eluiga.
Hästi projekteeritud vorm tagab, et profiili kõik osad täituvad ühtlaselt ja jahtuvad ühtlaselt. Kui vorm ei tasakaalusta voolu õigesti, võib tulemuseks olla pained, pinnajooned või isegi praod. See kehtib eriti keeruliste profiilide puhul, millel on õõnsused või muutuv seinapaksus.
Õhukesed osad jahtuvad kiiremini kui paksud, mis põhjustab sisemisi pingeid. Neid erinevusi saab täpse vormi disainiga minimeerida. Sellised omadused nagu tugisillad, torud ja nurgaradiused aitavad materjali ühtlasemalt jaotada.
Vormi disain mõjutab ka tööriista eluiga. Nõrk vorm võib kõrge rõhu all praguneda või deformeeruda. Karastatud teras, jahutuskanalid ja head tugistruktuurid vormi sees aitavad säilitada selle kuju paljude töökäikude jooksul.
Tabel: Kuidas disainivalikud mõjutavad kvaliteeti
| Die disainilahendus | Kvaliteedi mõju |
|---|---|
| Vooluteede sümmeetria | Vähendab moonutusi ja kõverdusi |
| Õige seina paksus | Vältib nõrku kohti ja kokkuvarisemist |
| Siledad sisemised nurgad | Vältib kogunemist või rebimist |
| Tasakaalustatud tugisüsteem | Säilitab stantsi joonduse ja pikaealisuse |
Lihtne matriits tagab alati kõrgekvaliteedilised ekstrusioone, olenemata kuju keerukusest.Vale
Keerulised kujundid nõuavad täpsuse ja materjalivoo säilitamiseks täiustatud vormide disaini.
Hoolikas matriitside disain parandab ekstrudeeritud detailide ühtlust ja pinnakvaliteeti.Tõsi
Hea disain vähendab sisemisi pingeid, väldib defekte ja parandab mõõtmete täpsust.
Kus paigaldatakse stantsid pressidesse?
Vorm ei hõlju ruumis, vaid on täpselt paigaldatud ekstrusioonpressi sisse. Selle seadistuse mõistmine aitab selgitada, kuidas ekstrusioon tegelikult toimib.
Matriitsid on paigaldatud ekstrusioonikonteineri väljundotsa, kus need on tugevasti kinnitatud tugplaatidega, nii et alumiiniumtoorik surutakse nende kaudu läbi surve abil.
Ekstrusioonpressis hoiab konteiner kuumutatud toorikut. Hüdrauliline ram surub toorikut edasi, kuni see puutub kokku vormiga. Vorm on paigaldatud kindlasse asendisse pressi esiosale. Seda toetavad mitu tööriistakihti: tagaosad, tugiosad ja mõnikord ka alamtugiosad.
Need tugivahendid täidavad kahte ülesannet: hoiavad vormi paigas ja taluvad ekstrusiooni käigus tekkivat tohutut survet, mis võib ulatuda kümnetesse tuhandetesse PSI-desse. Paigastnihkumine võib põhjustada spetsifikatsioonidele mittevastavaid detaile või vormi ja pressi kahjustusi.
Press on hoolikalt kalibreeritud, et ram, toorik ja stants oleksid täpselt ühel joonel. Pärast iga töökorda saab stantsi eemaldada, puhastada või asendada. Mõned pressid on konstrueeritud nii, et stantsi saab kiiresti vahetada, et suurendada suuremahulise tootmise efektiivsust.
Diagrammi kokkuvõte (kontseptuaalne):
- Ram → Billet → Konteiner → Survevorm → Profiili väljund
Matriits on paigaldatud ekstrusioonpressi tagaküljele.Vale
Matriits on paigaldatud pressi esiosale, otse materjalivoo teele.
Õige matriisi paigaldamine tagab täpse joondamise ja ühtlase profiili väljundi.Tõsi
Kui matriits on valesti paigaldatud, võib ekstrusioon moonutuda või täielikult ebaõnnestuda.
Kas stantsi saab kasutada erinevate profiilide puhul?
Uute stantside loomine on kallis, seega tekib loomulikult küsimus – kas üks stants võib sobida mitme disainiga?
Vormid on mõnikord võimalik taaskasutada profiilide puhul, mille erinevused on väikesed, kuid olulised kuju- või sulamimuutused nõuavad tavaliselt uut või muudetud vormi.
Iga stants on valmistatud spetsiaalselt konkreetse profiili jaoks. Kuju, paksus ja voolusuunad on kohandatud vastavalt profiili geomeetriale. Kui teine profiil on peaaegu identne – näiteks erineb see ainult kinnitusaugu või väikese laiusemuutuse poolest –, võib sama stantsi kasutada väikeste parandustega.
Mõned survesüsteemid võimaldavad kasutada vahetatavaid sisestusi või moodulosi, et muuta teatud omadusi. See on levinum standardiseeritud tootesarjade puhul, kus paljudel profiilidel on ühine põhiline geomeetria.
Kuid sulamite muutmine, seina paksuse muutmine või õõnsuste lisamine nõuab tõenäoliselt uut vormi. Erinevad sulamid voolavad rõhu ja temperatuuri mõjul erinevalt, seega 6063-T5 jaoks optimeeritud vorm ei pruugi sobida 7075-T6 jaoks.
Die reuse sõltub mitmest tegurist:
- Profiili sarnasus
- Nõutavad tolerantsid
- Kasutatud sulam
- Tootmismaht
- Uue vormi loomise maksumus vs aeg
Suuremahulises tootmises tagab iga profiili jaoks spetsiaalne stants parem kontrolli ja vähem defekte.
Vormi saab kasutada uuesti mis tahes profiili jaoks, olenemata kuju või sulami muutustest.Vale
Olulised muudatused nõuavad uusi või kohandatud tööriistu, et vastata kvaliteedistandarditele.
Väikesed kuju erinevused võivad võimaldada vormi taaskasutamist, kui tolerantsid ja sulamid jäävad sarnaseks.Tõsi
Die reuse on võimalik, kui profiilidel on sarnane geomeetria ja materjali omadused.
Kokkuvõte
Alumiiniumist ekstrusioonvorm on põhivahend, mis kujundab profiile, juhib metalli voolu ja kontrollib kvaliteeti alates ekstrusiooni esimesest hetkest. Hea vorm tagab õige kuju, tugevuse ja pinna juba algusest peale. Vormide toimimise tundmine aitab vältida vigu ja planeerida täpset ning kulutõhusat tootmist.
