Der Grund, warum Profile aus Aluminiumlegierungen im Leben und in der Produktion weit verbreitet sind, liegt darin, dass jeder ihre Vorteile wie geringe Dichte, Korrosionsbeständigkeit, ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit, nicht ferromagnetische Eigenschaften, Formbarkeit und Recyclingfähigkeit voll und ganz erkennt.
Chinas Aluminiumprofilindustrie ist von klein auf groß gewachsen und hat sich schließlich zu einem wichtigen Produktionsland für Aluminiumprofile entwickelt, dessen Produktion weltweit an erster Stelle steht. Da jedoch die Anforderungen des Marktes an Aluminiumprofilprodukte weiter steigen, hat sich die Produktion von Aluminiumprofilen in Richtung Komplexität, hoher Präzision und Großserienproduktion entwickelt, was zu einer Reihe von Produktionsproblemen geführt hat.
Aluminiumprofile werden meist durch Strangpressen hergestellt. Bei der Produktion muss neben der Leistung des Extruders, dem Design der Form, der Zusammensetzung des Aluminiumstabs, der Wärmebehandlung und anderen Prozessfaktoren auch die Querschnittsgestaltung des Profils berücksichtigt werden. Das beste Profilquerschnittsdesign kann nicht nur die Prozessschwierigkeiten von Anfang an reduzieren, sondern auch die Qualität und den Nutzungseffekt des Produkts verbessern, Kosten senken und die Lieferzeit verkürzen.
Dieser Artikel fasst mehrere häufig verwendete Techniken bei der Querschnittskonstruktion von Aluminiumprofilen anhand tatsächlicher Fälle in der Produktion zusammen.
1. Konstruktionsprinzipien von Aluminiumprofilabschnitten
Beim Extrudieren von Aluminiumprofilen handelt es sich um ein Verarbeitungsverfahren, bei dem ein erhitzter Aluminiumstab in einen Extrusionszylinder geladen und durch einen Extruder Druck ausgeübt wird, um ihn aus einem Düsenloch einer bestimmten Form und Größe zu extrudieren, wodurch eine plastische Verformung bewirkt wird, um das gewünschte Produkt zu erhalten. Da der Aluminiumstab während des Verformungsprozesses von verschiedenen Faktoren wie Temperatur, Extrusionsgeschwindigkeit, Verformungsgrad und Form beeinflusst wird, ist die Gleichmäßigkeit des Metallflusses schwer zu kontrollieren, was gewisse Schwierigkeiten bei der Formkonstruktion mit sich bringt. Um die Festigkeit der Form zu gewährleisten und Risse, Einbrüche, Absplitterungen usw. zu vermeiden, sollte bei der Profilgestaltung Folgendes vermieden werden: große Auskragungen, kleine Öffnungen, kleine Löcher, poröse, asymmetrische, dünnwandige, unebene Wand Dicke usw. Beim Entwerfen müssen wir zunächst die Leistung in Bezug auf Verwendung, Dekoration usw. befriedigen. Der resultierende Abschnitt ist verwendbar, aber nicht die beste Lösung. Denn wenn es den Konstrukteuren an Kenntnissen über den Extrusionsprozess mangelt und sie die relevanten Prozessanlagen nicht verstehen und die Anforderungen an den Produktionsprozess zu hoch und streng sind, sinkt die Qualifikationsrate, die Kosten steigen und das ideale Profil wird nicht hergestellt. Daher besteht das Prinzip bei der Gestaltung von Aluminiumprofilen darin, den einfachsten Prozess zu verwenden und gleichzeitig dem funktionalen Design gerecht zu werden.
2. Einige Tipps zum Design von Aluminiumprofilschnittstellen
2.1 Fehlerkompensation
Das Schließen ist einer der häufigsten Fehler bei der Profilherstellung. Die Hauptgründe sind folgende:
(1) Profile mit tiefen Querschnittsöffnungen schließen sich beim Extrudieren häufig.
(2) Durch Dehnen und Richten der Profile wird das Schließen verstärkt.
(3) Mit Leim eingespritzte Profile mit bestimmten Strukturen weisen aufgrund der Schrumpfung des Kolloids nach dem Einspritzen des Leims ebenfalls eine Schließung auf.
Wenn das oben genannte Schließen nicht schwerwiegend ist, kann es durch die Steuerung der Durchflussrate durch die Formgestaltung vermieden werden; Wenn sich jedoch mehrere Faktoren überlagern und die Formkonstruktion und die damit verbundenen Prozesse das Schließen nicht lösen können, kann eine Vorkompensation in der Querschnittsgestaltung, also eine Voröffnung, erfolgen.
Die Höhe der Voreröffnungsvergütung sollte auf der Grundlage der spezifischen Struktur und der bisherigen Abschlusserfahrung ausgewählt werden. Zu diesem Zeitpunkt unterscheiden sich das Design der Formöffnungszeichnung (Voröffnung) und die fertige Zeichnung (Abbildung 1).
2.2 Teilen Sie große Abschnitte in mehrere kleine Abschnitte auf
Mit der Entwicklung großformatiger Aluminiumprofile werden die Querschnittsdesigns vieler Profile immer größer, was bedeutet, dass eine Reihe von Geräten wie große Extruder, große Formen, große Aluminiumstangen usw. erforderlich sind, um sie zu unterstützen , und die Produktionskosten steigen stark an. Einige große Abschnitte, die durch Spleißen erreicht werden können, sollten beim Entwurf in mehrere kleine Abschnitte aufgeteilt werden. Dies kann nicht nur die Kosten senken, sondern auch die Gewährleistung von Ebenheit, Krümmung und Genauigkeit erleichtern (Abbildung 2).
2.3 Verstärkungsrippen anbringen, um die Ebenheit zu verbessern
Bei der Gestaltung von Profilabschnitten werden häufig Anforderungen an die Ebenheit gestellt. Aufgrund ihrer hohen strukturellen Festigkeit ist es bei Profilen mit geringer Spannweite einfach, die Ebenheit sicherzustellen. Langspannige Profile werden aufgrund ihrer eigenen Schwerkraft direkt nach der Extrusion durchhängen, und der Teil mit der größten Biegespannung in der Mitte wird am stärksten konkav sein. Da das Wandpaneel außerdem lang ist, können leicht Wellen entstehen, die die Unterbrechung der Ebene verschlechtern. Daher sollten großformatige flache Plattenstrukturen bei der Querschnittsgestaltung vermieden werden. Bei Bedarf können in der Mitte Verstärkungsrippen angebracht werden, um die Ebenheit zu verbessern. (Abbildung 3)
2.4 Sekundärverarbeitung
Im Profilherstellungsprozess lassen sich einige Abschnitte nur schwer durch Extrusionsbearbeitung fertigstellen. Selbst wenn dies möglich wäre, wären die Verarbeitungs- und Produktionskosten zu hoch. Zu diesem Zeitpunkt können andere Verarbeitungsmethoden in Betracht gezogen werden.
Fall 1: Löcher mit einem Durchmesser von weniger als 4 mm im Profilbereich führen dazu, dass die Form nicht mehr stabil ist, leicht beschädigt wird und schwer zu verarbeiten ist. Es empfiehlt sich, die kleinen Löcher zu entfernen und stattdessen zu bohren.
Fall 2: Die Herstellung gewöhnlicher U-förmiger Rillen ist nicht schwierig, aber wenn die Rillentiefe und die Rillenbreite 100 mm überschreiten oder das Verhältnis von Rillenbreite zu Rillentiefe unangemessen ist, treten Probleme wie unzureichende Formfestigkeit und Schwierigkeiten bei der Gewährleistung der Öffnung auf werden auch während der Produktion auftreten. Bei der Konstruktion des Profilabschnitts kann davon ausgegangen werden, dass die Öffnung geschlossen ist, sodass die ursprüngliche feste Form mit unzureichender Festigkeit in eine stabile geteilte Form umgewandelt werden kann und beim Extrudieren kein Problem mit der Öffnungsverformung auftritt, wodurch die Form einfacher wird pflegen. Darüber hinaus können bei der Konstruktion einige Details an der Verbindung zwischen den beiden Enden der Öffnung vorgenommen werden. Zum Beispiel: Setzen Sie V-förmige Markierungen, kleine Rillen usw., damit diese bei der Endbearbeitung leicht entfernt werden können (Abbildung 4).
2,5 Von außen komplex, von innen aber einfach
Extrusionsformen für Aluminiumprofile können je nachdem, ob der Querschnitt einen Hohlraum aufweist, in Vollformen und Nebenschlussformen unterteilt werden. Die Verarbeitung von Vollformen ist relativ einfach, während die Verarbeitung von Nebenschlussformen relativ komplexe Prozesse wie Hohlräume und Kernköpfe erfordert. Daher muss die Gestaltung des Profilabschnitts vollständig berücksichtigt werden, d. h. die Außenkontur des Abschnitts kann komplexer gestaltet werden und Nuten, Schraubenlöcher usw. sollten möglichst am Umfang platziert werden , wobei der Innenraum möglichst einfach sein sollte und die Genauigkeitsanforderungen nicht zu hoch sein dürfen. Auf diese Weise werden sowohl die Verarbeitung als auch die Wartung der Formen wesentlich einfacher und die Ausbeute wird ebenfalls verbessert.
2.6 Reservierte Marge
Nach der Extrusion werden Aluminiumprofile je nach Kundenwunsch mit unterschiedlichen Oberflächenbehandlungsmethoden versehen. Unter diesen haben Anodisierungs- und Elektrophoresemethoden aufgrund der dünnen Filmschicht nur einen geringen Einfluss auf die Größe. Wenn die Oberflächenbehandlungsmethode der Pulverbeschichtung verwendet wird, sammelt sich Pulver leicht in Ecken und Rillen an und die Dicke einer einzelnen Schicht kann 100 μm erreichen. Wenn es sich um eine Montageposition handelt, beispielsweise um einen Schieber, bedeutet dies, dass 4 Schichten Sprühbeschichtung vorhanden sind. Eine Dicke von bis zu 400 μm macht die Montage unmöglich und beeinträchtigt die Verwendung.
Darüber hinaus wird die Größe der Profilschlitze mit zunehmender Anzahl der Extrusionen und dem Verschleiß der Form immer kleiner, während die Größe des Schiebers immer größer wird, was die Montage schwieriger macht. Aus den oben genannten Gründen müssen entsprechend den spezifischen Bedingungen während des Entwurfs entsprechende Spielräume reserviert werden, um die Montage sicherzustellen.
2.7 Toleranzmarkierung
Für die Querschnittskonstruktion wird zunächst die Zusammenbauzeichnung und dann die Profilproduktzeichnung erstellt. Die korrekte Montagezeichnung bedeutet nicht, dass die Zeichnung des Profilprodukts perfekt ist. Einige Konstrukteure ignorieren die Bedeutung der Maß- und Toleranzmarkierung. Bei den markierten Positionen handelt es sich im Allgemeinen um die zu gewährleistenden Maße, wie z. B. Montageposition, Öffnung, Nuttiefe, Nutbreite usw., und sind leicht zu messen und zu prüfen. Für allgemeine Maßtoleranzen kann die entsprechende Genauigkeitsstufe entsprechend der nationalen Norm gewählt werden. Einige wichtige Montagemaße müssen in der Zeichnung mit bestimmten Toleranzwerten gekennzeichnet werden. Wenn die Toleranz zu groß ist, wird die Montage schwieriger, und wenn die Toleranz zu klein ist, erhöhen sich die Produktionskosten. Ein angemessener Toleranzbereich erfordert die tägliche Ansammlung von Erfahrungen des Designers.
2.8 Detaillierte Anpassungen
Details entscheiden über Erfolg oder Misserfolg, das Gleiche gilt auch für die Gestaltung von Profilquerschnitten. Kleine Änderungen können nicht nur die Form schützen und die Durchflussrate steuern, sondern auch die Oberflächenqualität verbessern und die Ausbeute erhöhen. Eine der am häufigsten verwendeten Techniken ist das Abrunden von Ecken. Extrudierte Profile können keine absolut scharfen Ecken haben, da die dünnen Kupferdrähte, die beim Drahtschneiden verwendet werden, auch Durchmesser haben. Allerdings ist die Strömungsgeschwindigkeit an den Ecken langsam, die Reibung groß und die Spannung konzentriert, es gibt oft Situationen, in denen Extrusionsspuren offensichtlich sind, die Größe schwer zu kontrollieren ist und Formen anfällig für Absplitterungen sind. Daher sollte der Rundungsradius so weit wie möglich vergrößert werden, ohne dass dies Auswirkungen auf die Verwendung hat.
Selbst wenn es mit einer kleinen Extrusionsmaschine hergestellt wird, sollte die Wandstärke des Profils nicht weniger als 0,8 mm betragen und die Wandstärke jedes Teils des Abschnitts sollte sich nicht um mehr als das Vierfache unterscheiden. Bei der Konstruktion können bei plötzlichen Änderungen der Wandstärke diagonale Linien oder Bogenübergänge verwendet werden, um eine gleichmäßige Entladungsform und eine einfache Reparatur der Form zu gewährleisten. Darüber hinaus weisen dünnwandige Profile eine bessere Elastizität auf und die Wandstärke einiger Knotenbleche, Latten usw. kann etwa 1 mm betragen. Es gibt viele Anwendungen zum Anpassen von Details im Design, wie zum Beispiel das Anpassen von Winkeln, das Ändern von Richtungen, das Verkürzen von Auslegern, das Vergrößern von Lücken, das Verbessern der Symmetrie, das Anpassen von Toleranzen usw. Kurz gesagt, das Design von Profilquerschnitten erfordert kontinuierliche Zusammenfassung und Innovation und berücksichtigt dies vollständig Zusammenhang mit Formenbau, Herstellung und Produktionsprozessen.
3. Fazit
Um als Designer den größtmöglichen wirtschaftlichen Nutzen aus der Profilproduktion zu ziehen, müssen beim Design alle Faktoren des gesamten Lebenszyklus des Produkts berücksichtigt werden, einschließlich Benutzeranforderungen, Design, Herstellung, Qualität, Kosten usw., die angestrebt werden Produktentwicklung zum ersten Mal erfolgreich. Diese erfordern eine tägliche Verfolgung der Produktproduktion sowie das Sammeln und Sammeln von Informationen aus erster Hand, um die Designergebnisse vorherzusagen und im Voraus zu korrigieren.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 10. September 2024
