Stranggepresste Aluminiumprofile

Gewalztes Aluminium: Klassifizierung

Extrusion (Extrusion) ist ein Prozess des plastischen Fließens, bei der der Materialdurchfluss durch den Auslass an allen Stellen des Querschnitts des Pressprofils gleich sein soll. Das technologische Fenster zum Pressen eines bestimmten Profils wird durch mehrere Faktoren bestimmt, eine davon ist:

Zu anderen Faktoren, die den Pressvorgang beeinflussen, betreffen:

  • Aluminiumlegierung
  • Extrusionsverhältnis (Verhältnis der Querschnittsfläche des Profils zur Querschnittsfläche des Werkstücks).

Faktoren für Mindestwandstärke

Hitzeerzeugung

Entscheidend ist die Wärmeerzeugung. Das Drücken von Aluminium durch die Matrize erzeugt Wärme. Je größer der Formungsgrad (der Verformungsgrad, Dehnungsverhältnis und t. NS.), desto mehr Wärme wird freigesetzt. Hohe Temperaturen verursachen Probleme für die Oberflächenqualität des Profils in Form von Schrammen und Rissen..

Toleranzen

Toleranzen sind stark abhängig von der Wandstärke. Wenn die Wandstärke zu gering ist, es ist sehr schwierig, die notwendigen Parameter des Metallflusses bereitzustellen und, daher, kleine Toleranzen.

Legierung

Der Legierungstyp hat einen sehr starken Einfluss auf die minimal erreichbare Wandstärke.. Legierungen mit einem hohen Gehalt an Legierungselementen sind schwieriger zu extrudieren, als Legierungen mit einem geringen Gehalt an Legierungselementen und erfordern daher dickere Wandstärken.

Querschnittskomplexität

Im Allgemeinen ist es einfacher, dünne Wände auf einfachen Profilen zu erhalten., im Vergleich zu komplexen Profilen. Bei Hohlprofilen mit mehreren Kanälen kann es sehr schwierig sein, die Hohlräume zwischen den Dornen mit Metall zu füllen.. Das, wiederum, können erhöhte Toleranzen an solchen Wänden verursachen.

Weniger Profil – dünnere Wände

Es ist einfacher, eine dünne Wand auf einem kleinen Profil zu bekommen, als auf dem großen.

Spezifischer Pressdruck

Eine Presse mit hohem spezifischem Druck (Verhältnis zwischen Presskraft und Behälterquerschnittsfläche) ist in der Regel besser geeignet, um Profile mit dünnen Wandstärken zu pressen..

Mindestwandstärke von 6xxx-Legierungsprofilen

Hauptparameter

Hauptparameter, die die minimale Wandstärke beim Extrudieren von Aluminiumprofilen aus Legierungen der 6xxx-Serie steuern, sind wie folgt:

  • Druckkraft.
  • Maximale Pressgeschwindigkeit am Matrizenausgang.
  • Komplexeres Matrixdesign und komplexere Herstellung.
  • Geometrische Toleranzen für die Wandstärke.
  • Gleichbleibende geometrische Toleranzen während des gesamten Pressvorgangs.

Neben technologischen Einschränkungen, obenstehendes, Es gibt einen sehr wichtigen wirtschaftlichen Aspekt, was berücksichtigt werden muss. Die meisten extrudierten Aluminiumprofile werden „nach Gewicht“ verkauft, und dünnwandige Profile sind möglicherweise nicht so rentabel..

Wanddickentoleranzen für Aluminiumprofile

Normen für Aluminiumprofile lassen gewisse Abweichungen in den Abmessungen der Profile zu - über und unter den Nennwerten. In der Regel, je größer die Nennweite, desto mehr Berechtigungen. Um dieses Problem zu verstehen, ist es zweckmäßig, die Mindestwandstärke von extrudierten Aluminiumprofilen zu betrachten.

In den Bildern 1 und 2 zeigt die Abhängigkeit der Mindestwandstärke für die Legierung 6063, sowie eine stärkere und schwieriger zu pressende Legierung 6082. Es wird gesehen, dass mit zunehmender Festigkeit der Legierung die Mindestwandstärke zunimmt.

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Bild 1 – Minimal erreichbare Wandstärke von Profilen aus Aluminiumlegierungen für die Industrie 6063 und 6082 [1].

Bild 2 [2]

Das Muster der Änderungen der Toleranzen für die Wanddicke in Abhängigkeit von ihrer Dicke ist in der Abbildung dargestellt. 3. Profile mit Wanddickentoleranzen ± 0,1 mm in der industriellen Fertigung sehr schwer zu pressen.

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Wandstärkentoleranzen

Bild 3 – Wandstärkentoleranzen in Abhängigkeit von der Wandstärke [1]

Eine große Herausforderung besteht darin, beim Pressen dünnwandiger Aluminiumprofile Maßhaltigkeit und Wiederholgenauigkeit zu erreichen.. Dies gilt insbesondere für Hohlprofile mit großen Hohlräumen.. Große Hohlräume und unterschiedliche Wandstärken stellen eine Herausforderung dar, wenn es darum geht, einen gleichmäßigen Metallfluss durch die Matrize zu gewährleisten.

Strangpressen von dünnwandigen Aluminiumprofilen

Theoretische und industrielle experimentelle Daten zum Pressen von dünnwandigen Aluminiumprofilen geben Anlass zu folgenden Schlussfolgerungen und Verallgemeinerungen:

  • Der wesentliche limitierende Faktor beim Pressen dünnwandiger Profile ist die fehlende Formstabilität beim Pressen.. Die untere Grenze für die Wandstärke wird auf das Niveau geschätzt 0,6 mm.
  • Zum Verpressen dünnwandiger Profile ist eine höhere Presskraft erforderlich, als bei einem konventionellen Profil mit gleichem Pressverhältnis (Auslass).
  • Beim Pressen von dünnwandigen Profilen ist es fast unmöglich, Formtoleranzen in der Wandstärke besser als zu erreichen 10 %.
  • Für ein erfolgreiches industrielles Pressen von dünnwandigen Profilen sind die Gestaltung des Werkzeugs und seine Herstellungsmethoden kritische Bedingungen..

Quellen:

  1. Minimal erreichbare Wandstärke in Aluminium-Strangpressprofilen // Seminar zur Aluminium-Strangpresstechnik, 2000.
  2. https://www.european-aluminium.eu/media/1539/aam-products-2-extruded-products.pdf