Grunden til, at aluminiumslegeringsprofiler er meget udbredt i livet og i produktionen, er, at alle fuldt ud anerkender dets fordele såsom lav densitet, korrosionsbestandighed, fremragende elektrisk ledningsevne, ikke-ferromagnetiske egenskaber, formbarhed og genanvendelighed.
Kinas aluminiumsprofilindustri er vokset fra bunden, fra lille til stor, indtil den har udviklet sig til et stort produktionsland for aluminiumsprofiler, med produktion på førstepladsen i verden. Men i takt med at markedets krav til aluminiumsprofilprodukter fortsætter med at stige, har produktionen af aluminiumsprofiler udviklet sig i retning af kompleksitet, høj præcision og storskalaproduktion, hvilket har medført en række produktionsproblemer.
Aluminiumsprofiler fremstilles for det meste ved ekstrudering. Under produktionen skal der, udover at tage hensyn til ekstruderens ydeevne, formens design, aluminiumsstangens sammensætning, varmebehandling og andre procesfaktorer, også overvejes profilens tværsnitsdesign. Det bedste profiltværsnitsdesign kan ikke kun reducere procesvanskeligheden fra kilden, men også forbedre kvaliteten og brugseffekten af produktet, reducere omkostningerne og forkorte leveringstiden.
Denne artikel opsummerer flere almindeligt anvendte teknikker i aluminiumprofiltværsnitsdesign gennem faktiske tilfælde i produktionen.
1. Designprincipper for aluminiumprofilsektioner
Ekstrusion af aluminiumsprofiler er en forarbejdningsmetode, hvor en opvarmet aluminiumsstang fyldes i en ekstruderingstønde, og tryk påføres gennem en ekstruder for at ekstrudere den fra et matricehul af en given form og størrelse, hvilket forårsager plastisk deformation for at opnå det nødvendige produkt. Da aluminiumsstangen påvirkes af forskellige faktorer såsom temperatur, ekstruderingshastighed, deformationsmængde og form under deformationsprocessen, er ensartetheden af metalstrømmen vanskelig at kontrollere, hvilket bringer visse vanskeligheder til formdesign. For at sikre støbeformens styrke og undgå revner, kollaps, afslag osv., bør følgende undgås i profilsektionens udformning: store udkragninger, små åbninger, små huller, porøs, asymmetrisk, tyndvægget, ujævn væg tykkelse osv. Når vi designer, skal vi først tilfredsstille dens ydeevne med hensyn til brug, dekoration osv. Den resulterende sektion er brugbar, men ikke den bedste løsning. For når designere mangler viden om ekstruderingsprocessen og ikke forstår det relevante procesudstyr, og produktionsproceskravene er for høje og strenge, vil kvalifikationsgraden blive reduceret, omkostningerne vil stige, og den ideelle profil vil ikke blive produceret. Derfor er princippet for design af aluminiumsprofiler at bruge den enkleste proces som muligt, samtidig med at dens funktionelle design tilfredsstilles.
2. Nogle tips om design af aluminiumsprofilgrænseflader
2.1 Fejlkompensation
Lukning er en af de almindelige mangler ved profilproduktion. De vigtigste årsager er som følger:
(1) Profiler med dybe tværsnitsåbninger vil ofte lukke, når de ekstruderes.
(2) Udstrækning og opretning af profiler vil intensivere lukningen.
(3) Liminjicerede profiler med visse strukturer vil også have lukning på grund af krympningen af kolloidet efter limen er injiceret.
Hvis den ovennævnte lukning ikke er alvorlig, kan den undgås ved at kontrollere strømningshastigheden gennem formdesign; men hvis flere faktorer er overlejret, og formdesignet og relaterede processer ikke kan løse lukningen, kan der gives forhåndskompensation i tværsnitsdesignet, det vil sige foråbning.
Størrelsen af kompensation før åbning bør vælges baseret på dens specifikke struktur og tidligere afsluttende erfaring. På dette tidspunkt er designet af formåbningstegningen (foråbning) og den færdige tegning anderledes (figur 1).
2.2 Opdel store sektioner i flere små sektioner
Med udviklingen af aluminiumsprofiler i stor skala bliver tværsnitsdesignet af mange profiler større og større, hvilket betyder, at der er behov for en række udstyr såsom store ekstrudere, store støbeforme, store aluminiumsstænger osv. til at understøtte dem. , og produktionsomkostningerne stiger kraftigt. For nogle store sektioner, der kan opnås ved splejsning, bør de opdeles i flere små sektioner under design. Dette kan ikke kun reducere omkostningerne, men også gøre det lettere at sikre fladhed, krumning og nøjagtighed (figur 2).
2.3 Opsæt forstærkningsribber for at forbedre dens fladhed
Krav til planhed opstår ofte ved udformning af profilsektioner. Profiler med lille spændvidde er nemme at sikre planhed på grund af deres høje strukturelle styrke. Langspændte profiler vil synke på grund af deres egen tyngdekraft lige efter ekstrudering, og delen med den største bøjningsspænding i midten vil være den mest konkave. Også fordi vægpanelet er langt, er det nemt at generere bølger, hvilket vil forværre flyets intermittens. Derfor bør store flade pladestrukturer undgås i tværsnitsdesign. Om nødvendigt kan forstærkningsribber monteres i midten for at forbedre dens fladhed. (Figur 3)
2.4 Sekundær behandling
I profilproduktionsprocessen er nogle sektioner svære at færdiggøre ved ekstruderingsbearbejdning. Selvom det kan lade sig gøre, vil forarbejdnings- og produktionsomkostningerne være for høje. På dette tidspunkt kan andre behandlingsmetoder overvejes.
Tilfælde 1: Huller med en diameter på mindre end 4 mm på profilsektionen vil gøre formen utilstrækkelig i styrke, let beskadiget og svær at behandle. Det anbefales at fjerne de små huller og i stedet bruge boring.
Tilfælde 2: Fremstillingen af almindelige U-formede riller er ikke vanskelig, men hvis rilledybden og rillebredden overstiger 100 mm, eller forholdet mellem rillebredde og rilledybde er urimeligt, opstår problemer såsom utilstrækkelig formstyrke og vanskeligheder med at sikre åbningen vil også blive stødt på under produktionen. Ved udformning af profilsektionen kan åbningen anses for at være lukket, således at den originale massive form med utilstrækkelig styrke kan omdannes til en stabil splitform, og der vil ikke være problemer med åbningsdeformation under ekstrudering, hvilket gør formen lettere at opretholde. Derudover kan nogle detaljer udføres ved forbindelsen mellem de to ender af åbningen under design. For eksempel: sæt V-formede mærker, små riller osv., så de let kan fjernes under den endelige bearbejdning (Figur 4).
2.5 Kompleks på ydersiden, men enkel på indersiden
Ekstruderingsforme af aluminiumsprofil kan opdeles i massive forme og shuntforme alt efter om tværsnittet har et hulrum. Bearbejdningen af faste støbeforme er forholdsvis enkel, mens bearbejdningen af shuntforme involverer relativt komplekse processer såsom hulrum og kernehoveder. Derfor skal der tages fuldt hensyn til profilsektionens udformning, det vil sige, at sektionens ydre kontur kan udformes mere kompleks, og riller, skruehuller osv. bør placeres i periferien så meget som muligt. , mens interiøret skal være så enkelt som muligt, og nøjagtighedskravene må ikke være for høje. På denne måde bliver både skimmelbehandling og vedligeholdelse meget enklere, og udbyttegraden vil også blive forbedret.
2.6 Reserveret margin
Efter ekstrudering har aluminiumsprofiler forskellige overfladebehandlingsmetoder alt efter kundens behov. Blandt dem har anodiserings- og elektroforesemetoder ringe indflydelse på størrelsen på grund af det tynde filmlag. Hvis overfladebehandlingsmetoden til pulverlakering anvendes, vil pulver let ophobes i hjørner og riller, og tykkelsen af et enkelt lag kan nå 100 μm. Hvis dette er en samleposition, såsom en skyder, vil det betyde, at der er 4 lag spraybelægning. Tykkelse op til 400 μm vil umuliggøre montering og påvirke brugen.
Når antallet af ekstruderinger øges, og formen slides, vil størrelsen af profilspalterne desuden blive mindre og mindre, mens størrelsen af skyderen bliver større og større, hvilket gør monteringen vanskeligere. Baseret på ovenstående årsager skal passende marginer reserveres i henhold til specifikke forhold under design for at sikre montering.
2.7 Tolerancemærkning
Til tværsnitsdesign fremstilles først montagetegningen og derefter fremstilles profilprodukttegningen. Den korrekte montagetegning betyder ikke, at profilprodukttegningen er perfekt. Nogle designere ignorerer vigtigheden af dimensions- og tolerancemærkning. De markerede positioner er generelt de dimensioner, der skal garanteres, såsom: montageposition, åbning, rilledybde, rillebredde osv., og er nemme at måle og efterse. For generelle dimensionstolerancer kan det tilsvarende nøjagtighedsniveau vælges i henhold til den nationale standard. Nogle vigtige montagemål skal markeres med specifikke toleranceværdier på tegningen. Hvis tolerancen er for stor, vil monteringen blive sværere, og hvis tolerancen er for lille, vil produktionsomkostningerne stige. Et rimeligt toleranceområde kræver designerens daglige erfaringsopsamling.
2.8 Detaljerede justeringer
Detaljer afgør succes eller fiasko, og det samme gælder for profiltværsnitsdesign. Små ændringer kan ikke kun beskytte formen og kontrollere strømningshastigheden, men også forbedre overfladekvaliteten og øge udbyttehastigheden. En af de mest brugte teknikker er afrunding af hjørner. Ekstruderede profiler kan ikke have absolut skarpe hjørner, fordi de tynde kobbertråde, der bruges til trådskæring, også har diametre. Strømningshastigheden i hjørnerne er dog langsom, friktionen er stor, og spændingen er koncentreret, der er ofte situationer, hvor ekstruderingsmærker er tydelige, størrelsen er svær at kontrollere, og skimmelsvampe er tilbøjelige til at flise. Derfor bør afrundingsradius øges så meget som muligt uden at påvirke brugen.
Selvom det er produceret af en lille ekstruderingsmaskine, bør profilens vægtykkelse ikke være mindre end 0,8 mm, og vægtykkelsen af hver del af sektionen bør ikke afvige mere end 4 gange. Under design kan diagonale linjer eller bueovergange bruges ved de pludselige ændringer i vægtykkelsen for at sikre regelmæssig udledningsform og nem reparation af skimmelsvamp. Desuden har tyndvæggede profiler bedre elasticitet, og vægtykkelsen på nogle kiler, lægter osv. kan være omkring 1 mm. Der er mange applikationer til justering af detaljer i design, såsom justering af vinkler, ændring af retninger, afkortning af udkragninger, forøgelse af mellemrum, forbedring af symmetri, justering af tolerancer osv. Kort sagt kræver profiltværsnitsdesign kontinuerlig opsummering og innovation, og tager fuldt ud hensyn til forhold til formdesign, fremstilling og produktionsprocesser.
3. Konklusion
Som designer, for at opnå de bedste økonomiske fordele ved profilproduktion, skal alle faktorer i hele produktets livscyklus tages i betragtning under design, herunder brugerbehov, design, fremstilling, kvalitet, omkostninger osv., stræber efter at opnå produktudvikling succes første gang. Disse kræver daglig sporing af produktproduktion og indsamling og akkumulering af førstehåndsinformation for at forudsige designresultaterne og rette dem på forhånd.
Indlægstid: 10. september 2024
