Разлог зашто се профили од алуминијумских легура широко користе у животу и производњи је тај што сви у потпуности препознају њихове предности као што су ниска густина, отпорност на корозију, одлична електрична проводљивост, неферомагнетна својства, обликовност и рециклабилност.
Кинеска индустрија алуминијумских профила је расла од нуле, од мале до велике, све док се није развила у велику земљу производње алуминијумских профила, са производњом која је на првом месту у свету. Међутим, како се захтеви тржишта за производима од алуминијумских профила константно повећавају, производња алуминијумских профила се развијала у правцу сложености, високе прецизности и производње великих размера, што је довело до низа производних проблема.
Алуминијумски профили се углавном производе екструзијом. Током производње, поред разматрања перформанси екструдера, дизајна калупа, састава алуминијумске шипке, термичке обраде и других фактора процеса, мора се узети у обзир и дизајн попречног пресека профила. Најбољи дизајн попречног пресека профила не само да може смањити тешкоће процеса од самог извора, већ и побољшати квалитет и ефекат употребе производа, смањити трошкове и скратити време испоруке.
Овај чланак сумира неколико уобичајено коришћених техника у пројектовању попречних пресека алуминијумских профила кроз стварне случајеве у производњи.
1. Принципи пројектовања алуминијумских профила
Екструзија алуминијумског профила је метода обраде у којој се загрејана алуминијумска шипка ставља у цилиндар за екструзију, а затим се примењује притисак кроз екструдер да би се истискала из отвора матрице датог облика и величине, што узрокује пластичну деформацију и добија се жељени производ. Пошто на алуминијумску шипку утичу различити фактори као што су температура, брзина екструзије, количина деформације и калуп током процеса деформације, тешко је контролисати уједначеност тока метала, што доноси одређене потешкоће у пројектовању калупа. Да би се осигурала чврстоћа калупа и избегле пукотине, урушавање, крзање итд., у пројектовању профилног пресека треба избегавати следеће: велике конзоле, мале отворе, мале рупе, порозне, асиметричне, танкозидне, неуједначене дебљине зидова итд. Приликом пројектовања, прво морамо задовољити његове перформансе у погледу употребе, декорације итд. Добијени пресек је употребљив, али није најбоље решење. Јер када дизајнери немају знање о процесу екструзије и не разумеју релевантну процесну опрему, а захтеви производног процеса су превисоки и строги, стопа квалификације ће се смањити, трошкови ће се повећати и идеалан профил се неће произвести. Стога је принцип дизајна алуминијумских профила коришћење што једноставнијег могућег процеса уз задовољавање његовог функционалног дизајна.
2. Неколико савета о дизајну интерфејса алуминијумског профила
2.1 Компензација грешке
Затварање је један од уобичајених недостатака у производњи профила. Главни разлози су следећи:
(1) Профили са дубоким отворима попречног пресека често ће се затворити приликом екструдирања.
(2) Истезање и исправљање профила ће интензивирати затварање.
(3) Профили убризгани лепком са одређеним структурама такође ће имати затварање због скупљања колоида након убризгавања лепка.
Ако горе поменуто затварање није озбиљно, може се избећи контролом протока кроз дизајн калупа; али ако се неколико фактора суперпонира и дизајн калупа и повезани процеси не могу да реше затварање, претходна компензација може се дати у дизајну попречног пресека, односно претходно отварање.
Износ компензације пре отварања треба одабрати на основу његове специфичне структуре и претходног искуства са затварањем. У овом тренутку, дизајн цртежа отвора калупа (претходно отварање) и завршени цртеж се разликују (слика 1).
2.2 Поделите велике делове на више мањих делова
Са развојем алуминијумских профила великих димензија, попречни пресеци многих профила постају све већи и већи, што значи да је потребна серија опреме као што су велики екструдери, велики калупи, велике алуминијумске шипке итд. за њихову подршку, а трошкови производње нагло расту. За неке велике профиле који се могу постићи спајањем, требало би их поделити на неколико мањих делова током пројектовања. Ово не само да може смањити трошкове, већ и олакшати обезбеђивање равности, закривљености и тачности (слика 2).
2.3 Поставите арматурна ребра како бисте побољшали његову равност
Захтеви за равношћу се често сусрећу приликом пројектовања профилних пресека. Профили малог распона лако се осигуравају равношћу због њихове високе структурне чврстоће. Профили великог распона ће се савити због сопствене гравитације одмах након екструзије, а део са највећим напоном савијања у средини биће најконкаванији. Такође, пошто је зидни панел дугачак, лако је створити таласе, што ће погоршати испрекиданост равни. Стога, приликом пројектовања попречног пресека треба избегавати равне конструкције великих димензија. Ако је потребно, у средини се могу уградити арматурна ребра како би се побољшала његова равност. (Слика 3)
2.4 Секундарна обрада
У процесу производње профила, неке делове је тешко завршити екструзијом. Чак и ако се то може урадити, трошкови обраде и производње биће превисоки. У овом тренутку, могу се размотрити друге методе обраде.
Случај 1: Рупе пречника мањег од 4 мм на профилном делу учиниће калуп недовољно чврстим, лако оштећеним и тешким за обраду. Препоручује се уклањање малих рупа и уместо тога бушење.
Случај 2: Производња обичних жлебова у облику слова U није тешка, али ако дубина жлеба и ширина жлеба прелазе 100 мм, или је однос ширине жлеба и дубине жлеба неразуман, током производње ће се појавити проблеми попут недовољне чврстоће калупа и тешкоће у обезбеђивању отвора. Приликом пројектовања профилног дела, отвор се може сматрати затвореним, тако да се оригинални чврсти калуп са недовољном чврстоћом може претворити у стабилан подељени калуп, и неће бити проблема са деформацијом отвора током екструзије, што олакшава одржавање облика. Поред тога, неки детаљи се могу урадити на споју између два краја отвора током пројектовања. На пример: поставити ознаке у облику слова V, мале жлебове итд., тако да се могу лако уклонити током завршне обраде (слика 4).
2.5 Сложено споља, али једноставно изнутра
Алуминијумски профилни екструзиони калупи могу се поделити на пуне калупе и шант калупе према томе да ли попречни пресек има шупљину. Обрада пуних калупа је релативно једноставна, док обрада шант калупа укључује релативно сложене процесе као што су шупљине и главе језгра. Стога се мора посветити пуна пажња дизајну профилног пресека, односно спољашња контура пресека може бити пројектована да буде сложенија, а жлебови, рупе за завртње итд. треба да буду постављени што је више могуће на периферији, док унутрашњост треба да буде што једноставнија, а захтеви за тачност не смеју бити превисоки. На овај начин, и обрада и одржавање калупа биће много једноставнији, а стопа приноса ће се такође побољшати.
2.6 Резервисана маржа
Након екструзије, алуминијумски профили имају различите методе површинске обраде у складу са потребама купаца. Међу њима, методе анодизирања и електрофорезе имају мали утицај на величину због танког слоја филма. Ако се користи метода површинске обраде прашкастим премазом, прах ће се лако накупљати у угловима и жлебовима, а дебљина једног слоја може достићи 100 μм. Ако је ово положај монтаже, као што је клизач, то ће значити да постоје 4 слоја прсканог премаза. Дебљина до 400 μм ће онемогућити монтажу и утицати на употребу.
Поред тога, како се број екструзија повећава и калуп се троши, величина прореза профила ће постајати све мања и мања, док ће величина клизача постајати све већа и већа, што отежава монтажу. На основу горе наведених разлога, одговарајуће маргине морају се резервисати према специфичним условима током пројектовања како би се осигурала монтажа.
2.7 Означавање толеранције
За пројектовање попречног пресека, прво се израђује монтажни цртеж, а затим се израђује цртеж профилног производа. Исправан монтажни цртеж не значи да је цртеж профилног производа савршен. Неки дизајнери игноришу важност означавања димензија и толеранција. Означене позиције су генерално димензије које треба гарантовати, као што су: положај монтаже, отвор, дубина жлеба, ширина жлеба итд., и лако се мере и проверавају. За опште димензионалне толеранције, одговарајући ниво тачности може се одабрати према националном стандарду. Неке важне монтажне димензије треба означити специфичним вредностима толеранције на цртежу. Ако је толеранција превелика, монтажа ће бити тежа, а ако је толеранција премала, трошкови производње ће се повећати. Разуман опсег толеранције захтева свакодневно акумулирање искуства од стране дизајнера.
2.8 Детаљна подешавања
Детаљи одређују успех или неуспех, а исто важи и за дизајн попречног пресека профила. Мале промене не само да могу заштитити калуп и контролисати брзину протока, већ и побољшати квалитет површине и повећати стопу приноса. Једна од уобичајено коришћених техника је заобљавање углова. Екструдирани профили не могу имати апсолутно оштре углове јер танке бакарне жице које се користе у сечењу жице такође имају пречнике. Међутим, брзина протока на угловима је спора, трење је велико, а напон концентрисан, често постоје ситуације где су трагови екструзије очигледни, величину је тешко контролисати, а калупи су склони крзању. Стога, радијус заобљавања треба повећати што је више могуће, а да се то не утиче на његову употребу.
Чак и ако се производи малом машином за екструзију, дебљина зида профила не сме бити мања од 0,8 мм, а дебљина зида сваког дела профила не сме се разликовати више од 4 пута. Током пројектовања, дијагоналне линије или лучни прелази могу се користити при наглим променама дебљине зида како би се осигурао правилан облик испуштања и лака поправка калупа. Поред тога, танкозидни профили имају бољу еластичност, а дебљина зида неких уметка, летвица итд. може бити око 1 мм. Постоје многе примене за подешавање детаља у дизајну, као што су подешавање углова, промена правца, скраћивање конзола, повећање размака, побољшање симетрије, подешавање толеранција итд. Укратко, пројектовање попречног пресека профила захтева континуирано резимирање и иновације и у потпуности узима у обзир везу између пројектовања калупа, производње и производних процеса.
3. Закључак
Као дизајнер, како би се постигле најбоље економске користи од производње профила, сви фактори целог животног циклуса производа морају се узети у обзир током дизајнирања, укључујући потребе корисника, дизајн, производњу, квалитет, трошкове итд., тежећи да се постигне успех у развоју производа из првог покушаја. То захтева свакодневно праћење производње производа и прикупљање и акумулирање информација из прве руке како би се предвидели резултати дизајна и унапред исправили.
Време објаве: 10. септембар 2024.
