مفهوم قالب اکستروژن
یکی از انواع قالب‌ها برای تولید قطعات آلومینیومی، قالب اکستروژن است. قالب اکستروژن، صفحاتی با ضخامت بالا و دایره‌ای شکل و از جنس فولاد گرم‌کار هستند که دارای چند دهانه برای ایجاد شکل مورد نیاز محصول نهایی هستند. قالب‌های اکستروژن در برابر گرما بسیار مقاوم‌اند و قابلیت تحمل فشار زیادی را دارند.
در روش اکستروژن می‌توان قطعاتی طویل و یا چند تکه‌ای تولید کرد. کاربرد گسترده آن در صنعت آلومینیوم و قالب‌سازی آلومینیوم می‌باشد و انواع پروفیل آلومینیوم به این شیوه تولید می‌شود؛ زیرا این روش از آسان‌ترین روش‌ها برای شکل‌دهی آلومینیوم است.
اکسترود آلومینیوم به شکل سرد، گرم و مستقیم انجام می‌شود.
قالب اکستروژن به دو دسته‌ی کلی تقسیم می‌شود:
- قالب مخصوص مقاطع توپر
- قالب مخصوص مقاطع توخالی
قالب اکستروژن آلومینیوم
قالب‌های اکستروژن صفحه‌های فولادی دایره‌ای شکل با ضخامت تعیین شده هستند که در ساختار آن‌ها دهانه‌های مختلفی برای تولید پروفیل آلومینیوم طراحی شده است. فرم این دهانه‌ها بسته به خواسته قابل تغییر است. با توجه به گرمای بالای فرآیند اکستروژن، این قالب‌ها را از جنس فولاد می‌سازند تا قابلیت تحمل در برابر گرمای زیاد را داشته باشند.
فرآیند اکستروژن یکی از فرآیندهایی است که به‌صورت پیوسته و یا نیمه‌پیوسته بر روی بیلت‌های آلومینیوم انجام می‌شود تا پروفیل آلومینیوم را به شکلی با سطح مقطع موردنظر درآورند. برای انجام فرآیند اکسترود، بیلت‌های آلومینیوم را از داخل قالب اکسترود آلومینیوم با فشار بالا عبور می‌دهند.
عوامل موثر بر قالب اکستروژن
عوامل زیر نقش اصلی در طول عمر قالب اکستروژن آلومینیوم و قیمت آن دارد:
- جنس فولاد
- نوع طراحی قالب اکستروژن آلومینیوم
- نوع عملیات آبکاری
- نیتراسیون قالب اکستروژن و نگهداری از آن
طول عمر قالب اکستروژن چقدر است؟
طول عمری که برای قالب‌های اکستروژن در نظر می‌گیرند متغیر و متفاوت است چرا که بستگی به میزان تولید پروفیل از این قالب‌ها دارد. بر همین اساس برای افزایش طول عمر قالب‌ها، لازم است که در طی مراحل طراحی و ساخت، از انحراف قالب‌ها تا حد زیادی جلوگیری شود و در صورتی که انحرافی وجود داشت، تصحیح گردد و همچنین به شعاع گوشه‌ها توجه شود چرا که بر روی حد تلرانس قالب‌ها تاثیر می‌گذارد.
خدمات پوششی و پرداخت نهایی هم جزو عوامل بسیار مهم بر طول عمر قالب اکستروژن است. به همین دلیل در اغلب مواقع با فرآیندهایی مثل آندایزینگ، با پوشش پودری پرداخت نهایی انجام می‌شود.
امروزه فناوری‌های پیشرفته به تولیدکنندگان قالب این امکان را می‌دهد تا فرآیند اکسترود را از طریق قالب‌های طراحی‌شده شبیه‌سازی کنند. با این کار بدون نیاز به تست واقعی و عملی، در محیط این سیستم‌ها شبیه‌سازی انجام می‌شود تا چنانچه نیاز به اصلاح و تغییر دارند مشخص شود.
توجه کنید که قالب‌های آلومینیومی به مرور زمان، فرم اولیه و کارایی خود را از دست می‌دهند. در نتیجه وجود چنین فناوری‌هایی کمک به افزایش عمر قالب‌ها کرده چرا که نیاز مجدد به تست عملی و واقعی نیست.
کاربردهای قالب اکستروژن چیست؟
تکنیک اکستروژن آلومینیوم با انواع مختلفی از آلیاژهای آلومینیوم برای ایجاد اشکال مقطعی خاص برای کاربردهای خاص استفاده می شود. این فرآیند اکستروژن از ویژگی‌های فلز آلومینیوم استفاده می‌‌کند.
به طور خاص، آلومینیوم چکش خواری قابل توجهی دارد. در نتیجه به راحتی شکل گرفته، ماشین‌کاری و ریخته‌گری می‌شود. آلومینیوم نیز تنها دارای چگالی یک سوم فولاد است. محصولات اکستروژن آلومینیومی دارای ثبات و استحکام قابل توجهی هستند، به ویژه هنگامی که با فلزات دیگری مانند منیزیم و سیلیکون آلیاژ شوند.
با این روش می‌توان مقاطع متفاوتی از مواد مختلف ایجاد کرد. بسته به شرایط اکستروژن از قبیل نیرو، دما، جریان مواد، صافی سطح و غیره، روش‌های مختلف اکستروژن برای تولید قطعات مختلف استفاده می‌شود. معمولا از اکستروژن سرد برای تولید قطعات نزدیک به قطعه نهایی، قطعات توپر یا قطعات توخالی با شکل‌های گوناگون استفاده می‌شود.
قطعات تولیدی با اکستروژن گرم از دقت کمتری برخوردار هستند و به علت تشکیل پوسته سطحی ناهموار در اغلب موارد، نیاز به عملیات ثانویه دارند. این روش برای تولید پروفیل‌های توپر و تو خالی از جنس آلومینیوم، مس و فولاد معمول‌تر می‌باشد.
اکستروژن آلومینیوم دارای مزایای طراحی است:
فرآیند اکستروژن روشی مقرون به صرفه برای ایجاد گستره‌ی وسیعی از اشکال فلزی سفارش داده شده است. با حرارت دادن از طریق قالب، اکستروژن‌های آلومینیومی ایجاد می‌شود. فرآیند اکستروژن آلومینیوم ساده است اما با این حال، طیف اشکالی که می‌توان با اکستروژن تولید کرد بسیار پیچیده و گسترده است.
حمل‌و‌نقل و صنایع خودروسازی:
کاربردهای زیادی در صنعت حمل‌و‌نقل وجود دارد که در آن‌ها وزن سبک‌تر آلومینیوم بسیار سودمند است. اکستروژن‌های آلومینیومی برای ساخت محصولاتی مانند پانل‌ها، بلوک‌های موتور، ریل‌های سقف، محفظه‌های گیربکس، شاسی خودروها، کامیون‌ها و قایق‌ها استفاده می‌شود. علاوه بر این، آلومینیوم برای ساخت سایر قطعات از جمله بدنه وسایل نقلیه استفاده می‌شود. از آن‌جایی که آلومینیوم نسبت استحکام به وزن بالایی دارد، معمولا از اکستروژن‌های آلومینیومی به جای فولاد برای تولید عناصر ساختاری وسایل نقلیه سبک‌تر استفاده می‌شود.
این نسبت استحکام به وزن بالا همچنین سازندگان خودرو را قادر می‌سازد مقاومت در برابر فرورفتگی را بهبود بخشند. به دلیل وزن سبک‌تر آلومینیوم، پانل‌های بدنه را می‌توان ضخیم‌تر از نسخه‌های فولادی قبلی ساخت. بنابراین، مقاومت در برابر فرورفتگی بیشتر همراه با دستیابی به وزن کلی سبک‌تر خودرو ایجاد می‌شود.
وزن سبک‌تر خودروهای آلومینیومی نیز عملکرد را بهبود می‌بخشد. خودروهای آلومینیومی سریع‌تر شتاب می‌گیرند، سریع‌تر ترمز می‌کنند و با سرعت بیشتری کنترل می‌کنند و همچنین آلومینیوم مقاومت طبیعی در برابر اثرات محیطی رطوبت، نیروهای خورنده ناشی از نمک جاده و دما در دراز مدت دارد. همین امر باعث محبوبیت آلومینیوم در این صنعت می‌باشد.
کاربردهای هدایت حرارتی:
مواد آلومینیومی در انتقال گرما بسیار کارآمد هستند و به همین دلیل معمولا در دستگاه‌های گرمایش و سرمایش رایانه، رادیاتورهای خودرو، الکترونیک و سیستم‌های صوتی، لوله‌های کندانسور، دستگاه‌های تهویه مطبوع، واحدهای ریز دارویی و راکتورهای هسته‌ای استفاده می‌شود.
برنامه‌های کاربردی مقاوم در برابر خوردگی:
یکی از ویژگی های بهینه آلومینیوم مقاومت در برابر خوردگی طبیعی آن بدون نیاز به عملیات سطحی اضافی است. این ویژگی به دلیل وجود یک لایه محافظ طبیعی نازک از اکسید آلومینیوم فلز است که به سطح آن می‌چسبد.
کاربردهای صنعت ساختمان:
در صنعت ساختوساز، محصولات آلومینیومی اکسترود به طور گسترده برای کاربردهای مختلف استفاده می‌شود. به عنوان مثال، در ساخت سوله و تریلر اغلب از ریل‌ها و پانل‌های راهنمای آلومینیومی اکسترود سبک وزن استفاده می‌شود. علاوه بر این، قالب اکستروژن آلومینیومی نیز برای عناصر در دیگر سازه‌های متراکم‌تر نیز استفاده می‌شود.
کاربردهای معماری:
علاوه بر استفاده‌ی اکسترود آلومینیوم در نمای ساختمان چاه آسانسور، راه‌پله‌ها و وسایل روشنایی همگی از ویژگی‌های مختلفی از آلومینیوم اکسترود استفاده می‌کنند. اگرچه آلومینیوم معمولا برای ساخت اسکلت ساختاری اساسی ساختمان استفاده نمی‌شود، می‌توان از آن برای تقویت سازه در فضای داخلی ساختمان استفاده کرد. علاوه بر این، بسیاری از مناطق ساختوساز ساختمان، مانند لوله‌کشی، از طرح‌های آلومینیومی اکسترود استفاده می‌کنند.
بدون دیدگاه