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 sektörü, küçükten büyüğe sıfırdan büyüyerek, dünyada üretimde ilk sıralarda yer alan önemli bir alüminyum profil üretim ülkesi haline gelmiştir. Ancak, pazarın alüminyum profil ürünlerine olan talebi artmaya devam ettikçe, alüminyum profil üretimi karmaşıklık, yüksek hassasiyet ve büyük ölçekli üretim yönünde gelişmiş ve bu da bir dizi üretim sorununu beraberinde getirmiştir.
Alüminyum profiller çoğunlukla ekstrüzyonla üretilir. Üretim sırasında, ekstrüderin performansı, kalıp tasarımı, alüminyum çubuğun bileşimi, ısıl işlem ve diğer proses faktörlerinin yanı sıra profilin kesit tasarımı da dikkate alınmalıdır. En iyi profil kesit tasarımı, yalnızca kaynaktan proses zorluğunu azaltmakla kalmaz, aynı zamanda ürünün kalitesini ve kullanım etkisini artırır, maliyetleri düşürür ve teslimat süresini kısaltır.
Bu makalede alüminyum profil kesit tasarımında yaygın olarak kullanılan birkaç teknik, üretimdeki gerçek vaka örnekleri üzerinden özetlenmiştir.
1. Alüminyum profil kesit tasarım prensipleri
Alüminyum profil ekstrüzyonu, ısıtılmış bir alüminyum çubuğun bir ekstrüzyon tamburuna yüklendiği ve belirli bir şekil ve boyuttaki bir kalıp deliğinden ekstrüde edilmesi için bir ekstruder aracılığıyla basınç uygulandığı ve istenen ürünü elde etmek için plastik deformasyona neden olan bir işleme yöntemidir. Alüminyum çubuk, deformasyon işlemi sırasında sıcaklık, ekstrüzyon hızı, deformasyon miktarı ve kalıp gibi çeşitli faktörlerden etkilendiğinden, metal akışının düzgünlüğünü kontrol etmek zordur ve bu da kalıp tasarımında bazı zorluklar getirir. Kalıbın mukavemetini sağlamak ve çatlak, çökme, kırılma vb. durumları önlemek için profil kesiti tasarımında şunlardan kaçınılmalıdır: büyük konsollar, küçük açıklıklar, küçük delikler, gözenekli, asimetrik, ince cidarlı, düzensiz cidar kalınlığı vb. Tasarım yaparken öncelikle kullanım, dekorasyon vb. açısından performansını karşılamalıyız. Elde edilen kesit kullanılabilir, ancak en iyi çözüm değildir. Çünkü tasarımcılar ekstrüzyon süreci hakkında bilgi sahibi olmadıklarında ve ilgili proses ekipmanlarını anlamadıklarında ve üretim süreci gereksinimleri çok yüksek ve katı olduğunda, kalifikasyon oranı düşecek, maliyet artacak ve ideal profil üretilemeyecektir. Bu nedenle, alüminyum profil kesit tasarımının prensibi, işlevsel tasarımını sağlarken mümkün olan en basit prosesi kullanmaktır.
2. Alüminyum profil arayüz tasarımı hakkında bazı ipuçları
2.1 Hata telafisi
Profil üretiminde sık karşılaşılan kusurlardan biri de kapanmadır. Başlıca nedenleri şunlardır:
(1) Derin kesitli açıklıklara sahip profiller ekstrüde edildiğinde sıklıkla kapanır.
(2) Profillerin gerilmesi ve düzeltilmesi kapanmayı yoğunlaştıracaktır.
(3) Belirli yapılara sahip tutkal enjeksiyonlu profiller, tutkal enjekte edildikten sonra kolloidin büzülmesi nedeniyle kapanma sorunuyla da karşılaşacaktır.
Yukarıda belirtilen kapanma ciddi değilse, kalıp tasarımı yoluyla akış hızının kontrol edilmesiyle önlenebilir; ancak birden fazla etken üst üste binmiş ve kalıp tasarımı ve ilgili prosesler kapanmayı çözemiyorsa, kesit tasarımında ön kompanzasyon, yani ön açma yapılabilir.
Ön açma telafisi miktarı, kalıbın özel yapısına ve önceki kapatma deneyimine göre seçilmelidir. Bu aşamada, kalıp açma çiziminin (ön açma) tasarımı ile 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 büyümektedir. Bu da onları desteklemek için büyük ekstrüderler, büyük kalıplar, büyük alüminyum çubuklar vb. gibi bir dizi ekipmana ihtiyaç duyulduğu ve üretim maliyetlerinin önemli ölçüde arttığı anlamına gelir. Ekleme yoluyla elde edilebilen bazı büyük boyutlu kesitler, tasarım sırasında birkaç küçük kesite bölünmelidir. Bu, maliyetleri düşürmenin yanı sıra, düzlük, eğrilik ve doğruluğun sağlanmasını da kolaylaştırır (Şekil 2).
2.3 Düzlüğünü iyileştirmek için takviye kaburgaları ayarlayın
Profil kesitleri tasarlanırken sıklıkla düzlük gereklilikleriyle karşılaşılır. Küçük açıklıklı profiller, yüksek yapısal mukavemetleri sayesinde düzlüklerini kolayca garanti altına alabilirler. Uzun açıklıklı profiller, ekstrüzyondan hemen sonra kendi yerçekimleri nedeniyle sarkacak ve ortadaki en büyük eğilme gerilimine sahip kısım en içbükey olacaktır. Ayrıca, duvar paneli uzun olduğundan, düzlemin aralıklılığını artıracak dalgalar oluşturmak kolaydır. Bu nedenle, kesit tasarımında büyük boyutlu düz levha yapılardan kaçınılmalıdır. Gerekirse, düzlüğü artırmak için orta kısma takviye nervürleri yerleştirilebilir. (Şekil 3)
2.4 İkincil işleme
Profil üretim sürecinde bazı bölümlerin ekstrüzyon işlemiyle tamamlanması zordur. Bu işlem yapılabilse 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 zorlaşmasına neden olacaktır. Küçük deliklerin kapatılması ve bunun yerine delme yapılması önerilir.
Durum 2: Sıradan U şeklindeki 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 karşılaşılacaktır. Profil kesiti tasarlanırken, açıklığın kapalı olduğu düşünülebilir, böylece yetersiz mukavemete sahip orijinal katı kalıp, stabil bir bölünmüş kalıba dönüştürülebilir ve ekstrüzyon sırasında açıklığın deformasyonu sorunu yaşanmaz, bu da şeklin korunmasını kolaylaştırır. Ayrıca, tasarım sırasında açıklığın iki ucu arasındaki bağlantıda bazı detaylar yapılabilir. Örneğin: V şeklinde işaretler, küçük oluklar vb. yerleştirilerek son işleme sırasında kolayca çıkarılabilirler (Şekil 4).
2.5 Dışarıdan karmaşık ama içeriden basit
Alüminyum profil ekstrüzyon kalıpları, kesitlerinde boşluk olup olmamasına göre dolu kalıplar ve şönt kalıplar olarak ikiye ayrılır. Dolu kalıpların işlenmesi nispeten basitken, şönt kalıpların işlenmesi boşluklar ve maça başlıkları 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, iç kısım ise mümkün olduğunca basit olmalı ve hassasiyet gereksinimleri çok yüksek olmamalıdır. Bu şekilde hem kalıp işleme hem de bakım çok daha kolay olacak ve verim oranı da artacaktır.
2.6 Rezerv marjı
Ekstrüzyondan sonra alüminyum profiller, müşteri ihtiyaçlarına göre farklı yüzey işleme yöntemlerine tabi tutulur. Bunlar arasında eloksal ve elektroforez yöntemleri, ince film tabakası sayesinde boyut üzerinde çok az etkiye sahiptir. Toz boya yüzey işleme yöntemi kullanılırsa, köşelerde ve oluklarda toz kolayca birikebilir ve tek bir katmanın kalınlığı 100 μm'ye ulaşabilir. Bu, kaydırıcı gibi bir montaj pozisyonuysa, 4 kat sprey kaplama uygulanmış olur. 400 μm'ye kadar kalınlıklar, montajı imkansız hale getirir ve kullanımı etkiler.
Ayrıca, ekstrüzyon sayısı arttıkça ve kalıp aşındıkça, profil yuvalarının boyutları küçülürken, kaydırıcının boyutları da büyüyecek ve montajı zorlaştıracaktır. Yukarıdaki nedenlerden dolayı, montajı garanti altına almak için tasarım sırasında belirli koşullara göre uygun paylar ayrılmalıdır.
2.7 Tolerans işaretlemesi
Kesit tasarımı için önce montaj çizimi, 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. İşaretlenen 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 ilgili 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
Başarıyı veya başarısızlığı detaylar belirler ve aynı şey profil kesit tasarımı için de geçerlidir. Küçük değişiklikler yalnızca kalıbı koruyup akış hızını kontrol etmekle kalmaz, aynı zamanda yüzey kalitesini iyileştirerek verim oranını da artırabilir. Yaygın olarak kullanılan tekniklerden biri köşe yuvarlatmaktır. Ekstrüde profiller, tel kesmede kullanılan ince bakır tellerin de çapları olduğundan, kesinlikle keskin köşelere sahip olamaz. Ancak köşelerdeki akış hızı yavaş, sürtünme büyük ve gerilim yoğun olduğundan, ekstrüzyon izlerinin belirgin olduğu, boyutun kontrol edilmesinin zor olduğu ve kalıpların kırılmaya eğilimli olduğu durumlar sıklıkla görülür. Bu nedenle, yuvarlatma yarıçapı, kullanımını etkilemeden mümkün olduğunca artırılmalıdır.
Küçük bir ekstrüzyon makinesiyle 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, et kalınlığındaki ani değişikliklerde, düzenli deşarj şekli ve kolay kalıp onarımı sağlamak için diyagonal çizgiler veya yay geçişleri kullanılabilir. Ayrıca, ince et kalınlığına sahip 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 faydayı elde etmek için, kullanıcı ihtiyaçları, tasarım, üretim, kalite, maliyet vb. dahil olmak üzere ürünün tüm yaşam döngüsünün tüm faktörleri tasarım sırasında dikkate alınmalı ve ilk seferde ürün geliştirme başarısına ulaşılmalıdır. Bu, ürün üretiminin günlük olarak takip edilmesini ve tasarım sonuçlarını tahmin edip önceden düzeltmek için birinci elden bilgilerin toplanıp biriktirilmesini gerektirir.
Gönderim zamanı: 10-Eyl-2024
