Alüminyum alaşımlı profillerin yaşamda ve üretimde yaygın olarak kullanılmasının nedeni, düşük yoğunluk, korozyon direnci, mükemmel elektriksel iletkenlik, ferromanyetik olmayan özellikler, şekillendirilebilirlik ve geri dönüştürülebilirlik gibi avantajlarının herkes tarafından tam olarak bilinmesidir.
Çin'in alüminyum profil endüstrisi, küçükten büyüğe sıfırdan büyüyerek, dünyada birinci sırada yer alan büyük bir alüminyum profil üretim ülkesine dönüşmüştür. Ancak, pazarın alüminyum profil ürünlerine yönelik gereksinimleri artmaya devam ettikçe, alüminyum profil üretimi karmaşıklık, yüksek hassasiyet ve büyük ölçekli üretim yönünde gelişmiştir ve bu da bir dizi üretim sorununa yol açmıştır.
Alüminyum profiller çoğunlukla ekstrüzyonla üretilir. Üretim sırasında ekstrüderin performansını, kalıbın tasarımını, alüminyum çubuğun bileşimini, ısıl işlemi ve diğer işlem faktörlerini dikkate almanın yanı sıra profilin kesit tasarımı da dikkate alınmalıdır. En iyi profil kesit tasarımı yalnızca kaynaktan gelen işlem zorluğunu azaltmakla kalmaz, aynı zamanda ürünün kalitesini ve kullanım etkisini de iyileştirebilir, maliyetleri düşürebilir ve teslimat süresini kısaltabilir.
Bu makalede alüminyum profil kesit tasarımında yaygın olarak kullanılan bazı teknikler, üretimdeki gerçek vaka örnekleri üzerinden özetlenmektedir.
1. Alüminyum profil kesit tasarım prensipleri
Alüminyum profil ekstrüzyonu, ısıtılmış bir alüminyum çubuğun bir ekstrüzyon namlusuna yüklendiği ve bir ekstruder aracılığıyla basınç uygulanarak belirli bir şekil ve boyuttaki bir kalıp deliğinden ekstrüde edilerek plastik deformasyona uğratılarak istenen ürünün elde edildiği bir işleme yöntemidir. Alüminyum çubuk, deformasyon işlemi sırasında sıcaklık, ekstrüzyon hızı, deformasyon miktarı ve kalıp gibi çeşitli faktörlerden etkilendiğinden, metal akışının düzgünlüğü kontrol edilmesi zorlaşır ve bu da kalıp tasarımında bazı zorluklara yol açar. Kalıbın mukavemetini sağlamak ve çatlak, çökme, kırılma vb. durumları önlemek için profil kesit tasarımında şunlardan kaçınılmalıdır: büyük konsollar, küçük açıklıklar, küçük delikler, gözenekli, asimetrik, ince duvarlı, düzensiz duvar kalınlığı vb. Tasarım yaparken öncelikle kullanım, dekorasyon vb. açısından performansını karşılamalıyız. Ortaya çıkan kesit kullanılabilir, ancak en iyi çözüm değildir. Çünkü tasarımcılar ekstrüzyon süreci hakkında bilgi sahibi olmadıklarında ve ilgili süreç ekipmanını anlamadıklarında ve üretim süreci gereksinimleri çok yüksek ve katı olduğunda, yeterlilik oranı düşecek, maliyet artacak ve ideal profil üretilmeyecektir. Bu nedenle, alüminyum profil kesit tasarımının ilkesi, işlevsel tasarımını tatmin ederken mümkün olan en basit süreci kullanmaktır.
2. Alüminyum profil arayüz tasarımı hakkında bazı ipuçları
2.1 Hata telafisi
Kapatma, profil üretiminde sık karşılaşılan kusurlardan biridir. Başlıca nedenleri şunlardır:
(1) Derin kesitli açıklıklara sahip profiller ekstrüde edildiğinde sıklıkla kapanır.
(2) Profillerin gerilmesi ve düzeltilmesi kapanmayı yoğunlaştıracaktır.
(3) Belirli yapılara sahip yapıştırıcı enjekte edilmiş profiller, yapıştırıcı enjekte edildikten sonra kolloidin büzülmesi nedeniyle kapanma sorunuyla da karşılaşacaktır.
Yukarıda belirtilen kapanma ciddi değilse, kalıp tasarımı yoluyla akış hızının kontrol edilmesiyle önlenebilir; ancak birkaç etken üst üste binmiş ve kalıp tasarımı ve ilgili prosesler kapanmayı çözemiyorsa, kesit tasarımında ön telafi, yani ön açma yapılabilir.
Ön açma telafisi miktarı, özel yapısına ve önceki kapatma deneyimine göre seçilmelidir. Bu sırada, kalıp açma çiziminin (ön açma) tasarımı ve bitmiş çizim farklıdır (Şekil 1).
2.2 Büyük boyutlu bölümleri birden fazla küçük bölüme ayırın
Büyük ölçekli alüminyum profillerin geliştirilmesiyle birlikte, birçok profilin kesit tasarımları giderek daha da büyüyor, bu da onları desteklemek için büyük ekstrüderler, büyük kalıplar, büyük alüminyum çubuklar vb. gibi bir dizi ekipmanın gerekli olduğu ve üretim maliyetlerinin keskin bir şekilde arttığı anlamına geliyor. Ekleme yoluyla elde edilebilen bazı büyük boyutlu kesitler için, tasarım sırasında birkaç küçük kesite bölünmelidir. Bu sadece maliyetleri düşürmekle kalmaz, aynı zamanda düzlük, eğrilik ve doğruluğu sağlamayı da kolaylaştırır (Şekil 2).
2.3 Düzlüğünü iyileştirmek için takviye kaburgaları kurun
Profil kesitleri tasarlanırken genellikle düzlük gereksinimleriyle karşılaşılır. Küçük açıklıklı profiller, yüksek yapısal mukavemetleri nedeniyle düzlüklerini sağlamak için kolaydır. Uzun açıklıklı profiller, ekstrüzyondan hemen sonra kendi yerçekimleri nedeniyle sarkacaktır ve ortadaki en büyük eğilme gerilimine sahip kısım en içbükey olacaktır. Ayrıca, duvar paneli uzun olduğundan, düzlemin aralıklılığını kötüleştirecek dalgalar üretmek kolaydır. Bu nedenle, kesit tasarımında büyük boyutlu düz plaka yapılarından kaçınılmalıdır. Gerekirse, düzlüğünü iyileştirmek için ortasına takviye kaburgaları yerleştirilebilir. (Şekil 3)
2.4 İkincil işleme
Profil üretim sürecinde bazı bölümlerin ekstrüzyon işlemiyle tamamlanması zordur. Yapılsa bile işleme ve üretim maliyetleri çok yüksek olacaktır. Bu noktada diğer işleme yöntemleri düşünülebilir.
Durum 1: Profil kesitinde çapı 4 mm'den küçük delikler kalıbın mukavemetini yetersiz hale getirecek, kolayca hasar görmesine ve işlenmesinin zor olmasına neden olacaktır. Küçük deliklerin çıkarılması ve bunun yerine delme kullanılması önerilir.
Durum 2: Sıradan U şeklinde olukların üretimi zor değildir, ancak oluk derinliği ve oluk genişliği 100 mm'yi aşarsa veya oluk genişliğinin oluk derinliğine oranı makul değilse, üretim sırasında yetersiz kalıp mukavemeti ve açıklığın sağlanmasında zorluk gibi sorunlarla da karşılaşılacaktır. Profil kesiti tasarlanırken, açıklığın kapalı olduğu düşünülebilir, böylece yetersiz mukavemete sahip orijinal katı kalıp, kararlı bir bölünmüş kalıba dönüştürülebilir ve ekstrüzyon sırasında açıklık deformasyonu sorunu olmaz, bu da şeklin korunmasını kolaylaştırır. Ayrıca, tasarım sırasında açıklığın iki ucu arasındaki bağlantıda bazı ayrıntılar yapılabilir. Örneğin: V şeklinde işaretler, küçük oluklar vb. ayarlayın, böylece bunlar son işleme sırasında kolayca çıkarılabilir (Şekil 4).
2.5 Dışarıdan karmaşık ama içeriden basit
Alüminyum profil ekstrüzyon kalıpları, kesitinde boşluk olup olmamasına göre katı kalıplar ve şönt kalıplar olarak ikiye ayrılabilir. Katı kalıpların işlenmesi nispeten basittir, şönt kalıpların işlenmesi ise boşluklar ve çekirdek kafaları gibi nispeten karmaşık süreçleri içerir. Bu nedenle, profil kesitinin tasarımına tam olarak dikkat edilmelidir, yani kesitin dış konturu daha karmaşık olacak şekilde tasarlanabilir ve oluklar, vida delikleri vb. mümkün olduğunca çevreye yerleştirilmeli, iç kısım ise mümkün olduğunca basit olmalı ve doğruluk gereksinimleri çok yüksek olmamalıdır. Bu şekilde hem kalıp işleme hem de bakım çok daha basit olacak ve verim oranı da artacaktır.
2.6 Rezerv marjı
Ekstrüzyondan sonra alüminyum profiller, müşteri ihtiyaçlarına göre farklı yüzey işleme yöntemlerine sahiptir. Bunlar arasında, eloksal ve elektroforez yöntemleri, ince film tabakası nedeniyle boyut üzerinde çok az etkiye sahiptir. Toz kaplama yüzey işleme yöntemi kullanılırsa, toz köşelerde ve oluklarda kolayca birikecek ve tek bir katmanın kalınlığı 100 μm'ye ulaşabilir. Bu bir kaydırıcı gibi bir montaj pozisyonuysa, 4 kat sprey kaplama olduğu anlamına gelir. 400 μm'ye kadar kalınlık, montajı imkansız hale getirecek ve kullanımı etkileyecektir.
Ayrıca, ekstrüzyon sayısı arttıkça ve kalıp aşındıkça, profil yuvalarının boyutu giderek küçülürken, kaydırıcının boyutu giderek büyüyecek ve montajı daha da zorlaştıracaktır. Yukarıdaki nedenlere dayanarak, montajı garantilemek için tasarım sırasında belirli koşullara göre uygun marjlar ayrılmalıdır.
2.7 Tolerans işaretlemesi
Kesit tasarımı için önce montaj çizimi üretilir ve ardından profil ürün çizimi üretilir. Doğru montaj çizimi, profil ürün çiziminin mükemmel olduğu anlamına gelmez. Bazı tasarımcılar boyut ve tolerans işaretlemesinin önemini göz ardı eder. İşaretli konumlar genellikle garanti edilmesi gereken boyutlardır, örneğin: montaj konumu, açıklık, oluk derinliği, oluk genişliği, vb. ve ölçülmesi ve incelenmesi kolaydır. Genel boyut toleransları için, ulusal standarda göre karşılık gelen doğruluk seviyesi seçilebilir. Bazı önemli montaj boyutlarının çizimde belirli tolerans değerleri ile işaretlenmesi gerekir. Tolerans çok büyükse, montaj daha zor olacak ve tolerans çok küçükse, üretim maliyeti artacaktır. Makul bir tolerans aralığı, tasarımcının günlük deneyim birikimini gerektirir.
2.8 Ayrıntılı ayarlamalar
Ayrıntılar başarıyı veya başarısızlığı belirler ve aynı şey profil kesit tasarımı için de geçerlidir. Küçük değişiklikler sadece kalıbı korumak ve akış hızını kontrol etmekle kalmaz, aynı zamanda yüzey kalitesini iyileştirebilir ve verim oranını artırabilir. Yaygın olarak kullanılan tekniklerden biri köşeleri yuvarlamaktır. Ekstrüde profiller kesinlikle keskin köşelere sahip olamaz çünkü tel kesmede kullanılan ince bakır tellerin de çapları vardır. Ancak köşelerdeki akış hızı yavaştır, sürtünme büyüktür ve stres yoğunlaşmıştır, ekstrüzyon izlerinin belirgin olduğu, boyutun kontrol edilmesinin zor olduğu ve kalıpların kırılmaya eğilimli olduğu durumlar sıklıkla görülür. Bu nedenle yuvarlama yarıçapı, kullanımını etkilemeden mümkün olduğunca artırılmalıdır.
Küçük bir ekstrüzyon makinesi ile üretilse bile, profilin et kalınlığı 0,8 mm'den az olmamalı ve kesitin her bir parçasının et kalınlığı 4 kattan fazla farklılık göstermemelidir. Tasarım sırasında, duvar kalınlığındaki ani değişikliklerde düzenli deşarj şekli ve kolay kalıp onarımı sağlamak için diyagonal çizgiler veya yay geçişleri kullanılabilir. Ayrıca, ince duvarlı profiller daha iyi elastikiyete sahiptir ve bazı köşebentlerin, çıtaların vb. et kalınlığı yaklaşık 1 mm olabilir. Tasarımda ayrıntıları ayarlamak için açıları ayarlamak, yönleri değiştirmek, konsolları kısaltmak, boşlukları artırmak, simetriyi iyileştirmek, toleransları ayarlamak vb. gibi birçok uygulama vardır. Kısacası, profil kesit tasarımı sürekli özet ve yenilik gerektirir ve kalıp tasarımı, imalatı ve üretim süreçleriyle olan ilişkiyi tam olarak dikkate alır.
3. Sonuç
Bir tasarımcı olarak, profil üretiminden en iyi ekonomik faydaları elde etmek için, kullanıcı ihtiyaçları, tasarım, üretim, kalite, maliyet vb. dahil olmak üzere ürünün tüm yaşam döngüsünün tüm faktörleri tasarım sırasında dikkate alınmalı, ilk seferde ürün geliştirme başarısına ulaşmak için çaba gösterilmelidir. Bunlar, ürün üretiminin günlük olarak izlenmesini ve tasarım sonuçlarını tahmin etmek ve önceden düzeltmek için birinci elden bilgilerin toplanmasını ve biriktirilmesini gerektirir.
Gönderi zamanı: Sep-10-2024
