Definicja procesu wytłaczania aluminium:
Wytłaczanie aluminium (lub formowanie przez wytłaczanie aluminium) to metoda przetwarzania plastycznego, podczas której kęs aluminium poddawany jest działaniu silnego ciśnienia we wnęce matrycy (lub cylindrze wytłaczającym), co powoduje, że kęs aluminiowy ulega kierunkowemu odkształceniu plastycznemu i jest wytłaczany przez otwór matrycy, uzyskując w ten sposób części lub półprodukty-o pożądanym-przekroju kształtu, wymiarach i określonych właściwościach mechanicznych.
Matryce do wytłaczania aluminium:
Dla inżynierów zajmujących się projektowaniem produktów, chociaż sami nie projektujemy matryc do wytłaczania aluminium, zrozumienie podstawowej struktury matryc do wytłaczania i mechanizmów, za pomocą których kształtują różne profile wytłaczania, może pomóc w optymalizacji projektu wytłaczanych części, obniżeniu kosztów matryc i poprawie wydajności produkcji.
2.1 Co to jest matryca do wytłaczania?
Matryca do wytłaczania to w zasadzie gruba, okrągła płyta stalowa zawierająca jeden lub więcej otworów do kształtowania pożądanego profilu. Są one zwykle wykonane ze stali narzędziowej H-13 i poddawane obróbce cieplnej, aby wytrzymać ciśnienie i ciepło gorącego aluminium przechodzącego przez matrycę.
2.1 Klasyfikacja matryc do wytłaczania
W zależności od-kształtu przekroju poprzecznego profili aluminiowych odpowiednie matryce dzielą się na trzy typy: matryce pełne, matryce pół-puste i matryce puste. Wśród nich matryce puste mają najbardziej złożoną budowę, są podatne na zużycie i pękanie, a także są najdroższe.
2.3 Żywotność matryc do wytłaczania
Nagromadzenie ciepła i nierównomierne ciśnienie spowodowane konstrukcją aluminiowych części wytłaczanych (takich jak cienkie ścianki, nierówna grubość ścian i wystające elementy) to największe czynniki wpływające na żywotność matrycy do wytłaczania.
Doświadczeni inżynierowie matryc do wytłaczania mogą zaprojektować matryce tak, aby kontrolować ciepło i nierówne ciśnienie oraz zmniejszać prędkości wytłaczania, aby przedłużyć żywotność matrycy, ale ostatecznie matryce muszą zostać wymienione.
Przed zaprojektowaniem części wytłaczanych z aluminium inżynierowie zajmujący się projektowaniem konstrukcji produktu powinni zrozumieć, które cechy konstrukcyjne w największym stopniu wpływają na koszty produkcji matryc. Tam, gdzie to możliwe, modyfikacja projektu przekroju poprzecznego wytłaczanego aluminium-, ustawienie odpowiednich tolerancji i wybór odpowiednich stopów aluminium może zaoszczędzić na kosztach produkcji matryc do wytłaczania aluminium.
Zalety procesu wytłaczania aluminium
1) Trwałość
Jedną z najbardziej zauważalnych zalet aluminium jest jego odporność na korozję i warunki atmosferyczne. Aluminium jest naturalnie odporne na rdzę i korozję bez dodatkowej obróbki. Dzieje się tak dzięki cienkiej, naturalnie utworzonej warstwie ochronnej tlenku glinu na jego powierzchni. Anodowanie może dodatkowo zwiększyć jego odporność na korozję.
2) Lekki i mocny
Aluminium jest o ponad 33% lżejsze od stali, zachowując jednocześnie większość swojej wytrzymałości. Wytrzymałość na rozciąganie większości stopów aluminium waha się od około 70 do 700 MPa, a ich gęstość stanowi około dwie-trzeciej stali.
Inżynierowie zajmujący się projektowaniem produktów nie muszą się martwić wytrzymałością części wytłaczanych z aluminium. W branżach takich jak budownictwo i motoryzacja mogą być stosowane jako elementy konstrukcyjne i często stanowią najlepszą alternatywę dla innych materiałów metalowych. Aby uzyskać lekkie konstrukcje i zmniejszyć zużycie energii, przemysł motoryzacyjny szeroko wykorzystuje stopy aluminium.
3) Dobra przewodność cieplna
Przewodność cieplna aluminium jest bardzo podobna do przewodności cieplnej miedzi, ale jest znacznie lżejsza.
Aluminium jest doskonałym przewodnikiem ciepła, a profile wytłaczane z aluminium można zaprojektować tak, aby maksymalizować powierzchnię-przewodzącą ciepło i tworzyć kanały cieplne. Typowym przykładem są komputerowe chłodnice procesorów, w których aluminium odprowadza ciepło z procesora.
4) Stylowy wygląd
Wytłaczane aluminium można malować, galwanizować, polerować i anodować, zapewniając inżynierom szerszy zakres opcji wyglądu niż w przypadku innych materiałów.
5) Szeroki zakres zastosowań
Prawie każdy kształt-przekroju poprzecznego można uformować poprzez wytłaczanie aluminium, więc zastosowania wytłaczania aluminium są bardzo szerokie. Inżynierowie mogą projektować różne profile, aby spełnić wymagania różnych środowisk aplikacji.
6) Łatwe przetwarzanie wtórne
Profile aluminiowe można łatwo kształtować, ciąć, wiercić, obrabiać maszynowo, tłoczyć, giąć i spawać w celu spełnienia określonych celów.
7) Krótki cykl przetwarzania formy i niski koszt
Formy do wytłaczania aluminium są proste, charakteryzują się krótkim cyklem przetwarzania i niskim kosztem. To jest porównanie wytłaczania aluminium z innymi procesami dokonane przez firmę AEC, wyłącznie w celach informacyjnych.
8) Absorbowanie uderzeń i deformacji
W budynkach profile aluminiowe są odporne na odkształcenia spowodowane warunkami atmosferycznymi i ruchami konstrukcyjnymi. W pojazdach transportowych mogą pochłaniać energię uderzenia. Wytłoczki aluminiowe utrzymują wytrzymałość i elastyczność pod obciążeniem i odbiciem po uderzeniach.
