Mi az alumínium extrudált szerszám?
Az alumínium extrudálás során az egyik legfontosabb eszköz gyakran láthatatlan a végtermékben: a szerszám. Ez határozza meg az anyag alakját és szabályozza annak áramlását.
Az alumínium extrudáló szerszám egy precíziósan megmunkált acél szerszám, amelynek speciális kivágott alakján keresztül az olvadt alumíniumot préselik, így kialakítva a profil keresztmetszetét.
Ez a cikk elmagyarázza, hogyan alakítják a szerszámok a profilokat, hogyan befolyásolja a tervezés a minőséget, hol használják a szerszámokat a sajtológépben, és hogy újra felhasználhatók-e különböző tervekhez.
Hogyan alakítja a szerszám az extrudált profilokat?
Könnyű feltételezni, hogy az alumínium formák öntőformákból származnak, de az extrudálás másképp működik. Itt a szerszám a legfontosabb.
A szerszám nyomás alatt egy formázott lyukon keresztül nyomja át az alumíniumot, így megadva neki a kívánt keresztmetszetet.
Az alumínium extrudálás úgy kezdődik, hogy egy hengeres nyersdarabot addig melegítenek, amíg elég lágy nem lesz ahhoz, hogy folyékony állapotba kerüljön. A nyersdarabot egy dugattyú nyomja át a szerszámon, amely egy lapos acéllemez, amelynek nyílása pontosan megegyezik a végső profil alakjával. A fém a présből kilépve felveszi a nyílás alakját.
A tömör profilok esetében a szerszám egyszerű nyílással rendelkezik. Az üreges vagy félig üreges profilok esetében a szerszám mandrelokat és hidakat tartalmaz, amelyek kialakítják a belső üregeket. Ez a kialakítás lehetővé teszi a levegő és az anyag megfelelő áramlását, miközben megőrzi a profil integritását.
A szerszámnak azt is szabályoznia kell, hogy az anyag hogyan áramlik. Ha egy területen túl gyorsan, egy másikban pedig túl lassan áramlik, az extrudált termék deformálódhat, megrepedhet vagy egyenetlen felületet mutathat. A szerszám minden szöge, csatornája vagy bordája hatással van a végső alakra, szilárdságra és konzisztenciára.
A profilra gyakorolt hatások összefoglalása:
- Meghatározza a külső és belső formákat
- Ellenőrzi a falvastagságot és a szerkezeti bordákat
- Kezelése anyagáramlás és kilépési sebesség
- Beállítja a felület kezdeti textúráját és a felület minőségét
A szerszámnyílás nem befolyásolja az extrudált termék falvastagságát.Hamis
A falvastagság pontosan szabályozható a szerszám alakjával, és azt a tervezés során figyelembe kell venni.
A profil keresztmetszete úgy jön létre, hogy az alumíniumot a szerszám formázott nyílásán keresztül préselik.Igaz
Az alumínium az extrudálás során pontosan átveszi a szerszám üregének alakját.
Miért befolyásolja a die design a minőséget?
Ha a szerszám nem megfelelően van kialakítva, az alumínium akkor is kijöhet, de a hibák és eltérések gyorsan megmutatkoznak.
A szerszám kialakítása befolyásolja a minőséget, mivel szabályozza az alumínium áramlását, hűtését és formálását – a rossz kialakítás torzulást, repedéseket, egyenetlen falakat vagy rövid szerszámélettartamot okozhat.
A jól megtervezett szerszám biztosítja, hogy a profil minden része egyenletesen töltődjön meg és azonos sebességgel hűljön. Ha a szerszám nem egyensúlyozza ki megfelelően az áramlást, az eredmény hajlítások, felületi vonalak vagy akár repedések lehetnek. Ez különösen igaz a komplex profilokra, amelyek üregesek vagy változó falvastagságúak.
A vékony szakaszok gyorsabban hűlnek, mint a vastagok, ami belső feszültségeket okoz. Ezek a különbségek precíz szerszámtervezéssel minimalizálhatók. Az olyan elemek, mint a támasztóhidak, a tüskék és a sarokrádiuszok segítik az anyag egyenletesebb eloszlását.
A szerszám kialakítása is befolyásolja a szerszám élettartamát. A gyenge szerszám nagy nyomás hatására megrepedhet vagy deformálódhat. A edzett acél, a hűtőcsatornák és a szerszám belsejében található jó tartószerkezetek segítik a szerszám alakjának megőrzését sok futás során.
Táblázat: Hogyan befolyásolják a tervezési döntések a minőséget?
| Die Design Feature | Minőségi hatás |
|---|---|
| Az áramlási útvonalak szimmetriája | Csökkenti a torzítást és a deformálódást |
| Megfelelő falvastagság | Megakadályozza a gyenge pontok kialakulását és az összeomlást |
| Sima belső sarkok | Elkerüli a felhalmozódást és a szakadást |
| Kiegyensúlyozott támogató rendszer | Fenntartja a szerszámok igazítását és élettartamát |
Egy egyszerű szerszám mindig garantálja a kiváló minőségű extrudált termékeket, függetlenül azok alakjának bonyolultságától.Hamis
A komplex formákhoz fejlett szerszámtervezés szükséges a pontosság és az anyagáramlás fenntartása érdekében.
A gondos szerszámtervezés javítja az extrudált alkatrészek konzisztenciáját és felületi minőségét.Igaz
A jó tervezés csökkenti a belső feszültségeket, elkerüli a hibákat és javítja a méretpontosságot.
Hol vannak a sajtológépekbe szerelt szerszámok?
A szerszám nem lebeg az űrben, hanem pontosan az extrudáló présbe van beépítve. Ennek a felépítésnek a megértése segít megmagyarázni, hogyan működik valójában az extrudálás.
A szerszámokat az extrudáló tartály kimeneti végére szerelik, és támasztólemezzel szorosan rögzítik, hogy az alumínium tuskó nyomás alatt áthaladjon rajtuk.
Az extrudáló présben egy tartály tartja a felmelegített tuskót. Egy hidraulikus dugattyú tolja előre a tuskót, amíg az meg nem éri a szerszámot. A szerszám a prés elején rögzített helyzetben van felszerelve. Több réteg szerszám támasztja alá: hátlapok, támasztékok és néha alátámasztók.
Ezek a támogató eszközök két feladatot látnak el: biztosítják a szerszám pontos beállítását és kezelik az extrudálás során fellépő hatalmas nyomást, amely akár több tízezer PSI is lehet. A pontatlan beállítás a specifikációktól eltérő alkatrészeket vagy a szerszám és a prés megrongálódását eredményezheti.
A présgépet gondosan beállítják, hogy a dugattyú, a nyersdarab és a szerszám tökéletesen egy vonalban legyenek. Minden futás után a szerszám eltávolítható, megtisztítható vagy kicserélhető. Egyes présgépek úgy vannak kialakítva, hogy a szerszámok gyorsan cserélhetők legyenek, így javítva a nagy volumenű gyártás hatékonyságát.
Ábra összefoglalás (koncepcionális):
- Ram → Billet → Konténer → Szerszámkészlet → Profil kijárat
A szerszámot az extrudáló prés hátuljára szerelik fel.Hamis
A szerszámot a prés elejére, közvetlenül az anyagáramlás útjába szerelik be.
A megfelelő szerszámbehelyezés biztosítja a pontos igazítást és az egyenletes profilkibocsátást.Igaz
Ha a szerszám nincs megfelelően beállítva, az extrudálás torzulhat vagy teljesen meghiúsulhat.
A matricák újra felhasználhatók különböző profilokhoz?
Új szerszámok készítése drága, ezért természetesen felmerül a kérdés: egy szerszám többféle kialakításhoz is használható-e?
A szerszámok néha kisebb eltérésekkel újra felhasználhatók, de jelentős alakváltozások vagy ötvözetváltozások esetén általában új vagy módosított szerszámra van szükség.
Minden szerszám egy adott profilhoz készül. Az alak, a vastagság és az áramlási útvonalak a profil geometriájához vannak igazítva. Ha egy másik profil szinte azonos – mondjuk csak egy rögzítőfurat vagy egy kis szélességbeli eltérés különbözteti meg –, akkor ugyanaz a szerszám használható, kis módosításokkal.
Egyes öntőformák lehetővé teszik olyan betétek vagy moduláris alkatrészek használatát, amelyek cseréjével bizonyos tulajdonságok megváltoztathatók. Ez inkább a szabványosított termékcsaládoknál gyakori, ahol sok profil osztozik egy alapgeometrián.
Az ötvözetek, a falvastagság megváltoztatása vagy üregek hozzáadása azonban valószínűleg új szerszámot igényel. A különböző ötvözetek nyomás és hőmérséklet hatására eltérően viselkednek, ezért a 6063-T5-hez optimalizált szerszám nem biztos, hogy jól működik a 7075-T6-tal.
A hulladék újrahasznosítása több tényezőtől függ:
- Profilhasonlóság
- Szükséges tűréshatárok
- Használt ötvözet
- Termelési volumen
- Új szerszám elkészítésének költsége és ideje
A nagyüzemi gyártásban az egyes profilokhoz külön szerszámok használata jobb ellenőrzést és kevesebb hibát biztosít.
A szerszám bármilyen profilhoz újra felhasználható, függetlenül az alakváltozástól vagy az ötvözettől.Hamis
A jelentős változások új vagy módosított szerszámokat igényelnek a minőségi szabványok teljesítése érdekében.
Kisebb alakváltozások esetén a szerszám újra felhasználható, ha a tűréshatárok és az ötvözetek hasonlóak maradnak.Igaz
A szerszámok újrafelhasználása akkor lehetséges, ha a profilok geometriája és anyag tulajdonságai hasonlóak.
Következtetés
Az alumínium extrudáló szerszám egy alapvető eszköz, amely a profilok formázását, a fém áramlásának szabályozását és a minőség ellenőrzését végzi az extrudálás legelső pillanatától kezdve. A jó szerszám biztosítja a megfelelő formát, szilárdságot és felületet a kezdetektől fogva. A szerszámok működésének ismerete segít elkerülni a hibákat és megtervezni a pontos, költséghatékony gyártást.
