روش اکستروژن آلومینیوم، انقلابی در تولید مقاطع پیچیده
روش اکستروژن آلومینیوم یکی از بهترین و جدیدترین روشها برای تولید مقاطع آلومینیومی مثل میلگرد آلومینیوم و مقاطع پیچیده است که در سالهای اخیر به شکل چشمگیری در صنایع تولید آلومینیوم گسترش پیدا کرده است. در روش اکستروژن آلومینیوم تمامی آلیاژهای آلومینیوم را میتوان به شکلهای پیچیده و کاملا دقیق تبدیل کرد. این موضوع باعث شده آلومینیوم اکسترود شده برای استفاده در صنایع مختلفی مثل ساختمانسازی، خودروسازی، هوافضا و الکترونیک کاربرد گستردهای داشته باشد. از آنجا که تقاضا برای محصولات سبک، مقاوم و قابل بازیافت زیاد شده صنعت تولید و عرضه آلومینیوم اکسترود شده هم بیشتر از قبل رونق پیدا کرده. دلیل اصلی این موضوع امکان تولید انواع مقاطع سفارشی است. در ادامه این مقاله با ما همراه باشید تا ببینیم در کارخانه اکسترود آلومینیوم چه میگذرد، دستگاه اکستروژن آلومینیوم دقیقا چه کار میکند و قیمت اکسترود آلومینیوم چقدر است.
برای خرید انواع مقاطع آلومینیومی در بالاترین سطح از کیفیت و قیمتی استثنایی میتوانید به آلوم ارس مراجعه کنید. شرکت آلوم ارس به عنوان یکی از بزرگترین و بهترین تامینکنندگان مقاطع آلومینیومی در ایران شناخته میشود. انواع مقاطع آلومینیومی از جمله میلگرد آلومینیوم ۶۰۶۱، ورق آلومینیوم ۱۰۵۰ و تسمه آلومینیوم ۷۰۷۵ را میتوانید با بهترین قیمت بازار و کیفیتی فوقالعاده از آلوم ارس تهیه کنید. برای استعلام قیمت روز گرد آلومینیوم یا دیگر مقاطع فلزی همین حالا تماس بگیرید. ۰۹۱۲۵۲۸۶۴۵۹ – ۰۲۱۶۶۸۰۶۷۷۸ – ۰۲۱۶۶۳۹۱۵۲۳
روش اکستروژن آلومینیوم چیست؟
روش اکستروژن آلومینیوم در واقع فرآیند شکل دادن آلیاژ آلومینیوم است. در این روش آلومینیوم مذاب را در قالبهای خاص میریزند و تحت فشار قرار میدهند تا شکل قالب را به خود بگیرد. به این فرآیند فشارکاری آلومینیوم هم گفته میشود. برای تصور بهتر میتوانید خروج خمیردندان از تیوب را تصور کنید، مواد نرم شده تحت فشار از دهانه تیوب خارج میشود و شکل دهانه را به خود میگیرد. در روش اکستروژن آلومینیوم یک رم قدرتمند آلومینیوم را به داخل قالب هول میدهد و در نهایت آلیاژی که از آن خارج میشود شکل قالب را به خود میگیرد. در توضیح شاید یک فرآیند ساده به نظر برسد اما فرآیند اکسترود آلومینیوم شامل مراحل سخت و دقیقی میشود.
اول بیلت آلومینیوم را تحت دمای زیاد گرم میکنند تا نرم شود. سپس این بیلت نرم شده تحت فشار هیدرولیکی بالا قرار میگیرد تا از قالب عبور کند. محصولی که از قالب خارج میشود میتواند ساده و گرد باشد یا شکلهای پیچیدهتر مثل پروفیل آلومینیوم داشته باشد. به کمک روش اکسترود آلومینیوم مقاطع مختلف مثل پروفیلهای جامد، توخالی یا نیمه توخالی تولید میشود و در کاربردهای مختلف مثل قاب پنجره، قطعات موتور و پنلهای خورشیدی به کار میرود.
انواع روش اکستروژن آلومینیوم
روش اکستروژن آلومینیوم بر اساس روش اعمال فشار، دما و شرایط عملیاتی به انواع مختلفی تقسیم میشود. هر کدام از این انواع برای تولید مقاطع خاص و کاربردهای خاص مناسب هستند. عمده تفاوت آنها در کیفیت محصول، سرعت تولید و هزینهها است. انتخاب روش اکستروژن مناسب به شکل محصول، آلیاژ استفاده شده و الزامات مکانیکی بستگی دارد. انواع اکسترود آلومینیوم شامل موارد زیر میشود که هرکدام را به تفصیل توضیح میدهیم:
- اکستروژن مستقیم
- اکستروژن غیر مستقیم
- اکستروژن هیدرواستاتیک
- اکستروژن سرد
- اکستروژن گرم
- اکستروژن اصطکاکی
- اکستروژن پیوسته
اکستروژن مستقیم
اکستروژن مستقیم رایجترین روش اکستروژن آلومینیوم است که در آن سر قالب ثابت میماند و رم متحرک آلیاژ آلومینیوم را به داخل آن هول میدهد. اول بیلت آلومینیوم را گرم میکنند و داخل یک محفظه گرم قرار میدهد. رم هیدرولیکی فشار زیادی به آلیاژ وارد میکند تا از قالب عبور کند. به این روش اکستروژن رو به جلو هم گفته میشود. یکی از مهمترین ویژگیهای این روش فشار بالایی است که اعمال میشود و این برای شکل دادن آلیاژهای سخت آلومینیوم مناسب است. اما اصطکاک بین بیلت و دیواره محفظه میتواند منجر به توزیع ناهموار دما شود، که ممکن است کیفیت سطح را پایین بیاورد. برای جلوگیری از چسبندگی از روانکنندهها استفاده میشود. این روش برای تولید پروفیلهای بزرگ و ساده ایدهآل است و محصول نهایی در خودروسازی و ساختمانسازی استفاده میشود. سرعت تولید این روش بالاست اما برای جلوگیری از نقصهای ساختاری دمای آن باید دقیق کنترل شود.
اکستروژن غیر مستقیم
در اکستروژن غیرمستقیم، که به عنوان اکستروژن عقبگرد نیز شناخته میشود، بیلت ثابت میماند و قالب به سمت آن حرکت میکند. در این روش سیستم یک سمبه تو خالی دارد که به سمت داخل محفظه حرکت میکند و باعث میشود قالب به بیلت فشار وارد کند و بیلت مذاب از انتهای سمبه خارج میشود و شکل قالب را به خود میگیرد. اصطکاک در این فرآیند کمتر است چون بیلت با دیواره محفظه تماس ندارد، دما بهتر کنترل میشود و محصول نهایی باکیفیتتر است. این روش برای آلیاژهای سختتر مناسب است و سرعت تولید بالاتری هم دارد. برای تولید مقاطع آلومینیومی که در صنایع دقیق مثل هوافضا به کار میروند معمولا از این روش اکسترود آلومینیوم استفاده میکنند.
اکستروژن هیدرواستاتیک
اکستروژن هیدرواستاتیک یک روش پیشرفته است که در آن به جای اینکه فشار از طریق رم مستقیم به بیلت وارد شود از طریق یک سیال هیدرولیکی اعمال میشود. در این روش بیلت را در یک محفظه پر از روغن یا یک سیال دیگر قرار میدهند فشار روغن بیلت نرم شده را به داخل قالب هول میدهد. این روش اصطکاک را به حداقل میرساند و اجازه میدهد و باعث میشود شکلدهی آلیاژهای بسیار سخت راحتتر شود. معمولا برای تولید پروفیلهای نازک و پیچیده از این روش استفاده میکنند. اما نسبت به روشهای دیگر به تجهیزات پیچیدهتری نیاز دارد و هزینههای تولید آن بالاست. معمولا برای مواردی که قرار است در صنایع پزشکی و الکترونیکی به کار رود از آلومینیومی که به این روش اکسترود شده استفاده میکنند. کنترل دقیق سیال در این روش اکستروژن آلومینیوم اجازه میدهد که دما و فشار به طور یکنواخت به آلیاژ برسد و محصول نهایی بدون نقص باشد.
اکستروژن سرد
اکستروژن سرد در دمای اتاق یا نزدیک به آن انجام میشود و برای آلیاژهای نرمتر مناسب است. در این روش بدون اینکه بیلت را گرم کنند آن را تحت فشار قرار میدهند. اصطکاک در این فرآیند بالاست و باید از روانکنندههای قوی استفاده شود تا آسیبی به قالب نرسد. معمولا برای تولید پروفیلهای مستحکم و بدون نیاز به عملیات حرارتی اضافی از این روش استفاده میکنند. اما تنوع شکل مقطع در این روش زیاد نیست و معمولا برای تولید مقاطع ساده به کار میرود و همچنین برای کار با آلیاژهای سخت هم مناسب نیست. به دلیل سادگی و انرژی کمتری که نیاز دارد برای تولید مقاطع نازک و ظریف پیشنهاد میشود.
اکستروژن گرم
اکستروژن گرم نیز یک روش اکستروژن آلومینیوم است که معمولا با روشهای مستقیم یا غیرمستقیم ترکیب میشود. برای این روش بیلت را تا دمای 300 تا 500 درجه سانتیگراد گرم میکنند تا نرم شود. این روش تقریبا برای تمامی آلیاژهای آلومینیوم مناسب است و امکان تولید شکلهای پیچیده را هم فراهم میکند. وقتی بیلت گرم میشود هم اصطکاک کاهش پیدا میکند و هم فشار کم میشود. از محصولاتی که به این روش تولید شدهاند در صنایع بزرگ مثل ساختمان سازی استفاده میکنند. سرعت تولید به این روش بالاست و کنترل دقیق دما در آن از ذوب شدن بیلت یا تغییر در ساختار محصول نهایی جلوگیری میکند. محصول نهایی باید بعد از خروج از قالب سریع خنک شود تا خواص مکانیکی آن تغییر نکنند.
اکستروژن اصطکاکی
در روش اکستروژن آلومینیوم به روش اصطکاکی همانطور که از اسمش پیداست برای تولید فشار و گرما از اصطکاک بهره میبرند. در این روش یک گردونه چرخان بیلت را میچرخاند و در نتیجه این چرخش اصطکاک و گرما تولید میشود و بعد فلز از قالب بیرون میآید. این فرآیند پیوسته است و معمولا برای تولید سیمها و میلههای بلند به کار میرود. مهمترین مزیت این روش مصرف انرژی پایین آن است و چرخه تولید آن میتواند مداوم باشد. بزرگترین عیب این روش محدودیت آن در تولید مقاطع است و فقط برای مقاطع کوچک پیشنهاد میشود. معمولا در صنایع الکتریکی برای تولید هادیها از این روش استفاده میکنند.
اکستروژن پیوسته
در روش اکستروژن پیوسته بیلت بدون قطع شدن و به صورت پیوسته از قالب عبور داده میشود. معمولا از این روش برای تولید در حجم بالا استفاده میکنند. در بعضی موارد هم آن را با روشهای گرم یا سرد ترکیب میکنند. بیشتر کارخانههای تولیدی بزرگ از این روش برای تولید مقاطع آلومینیومی استفاده میکنند.
عملیات بعد از اکستروژن آلومینیوم
پس از خروج آلومینیوم از قالب برای بهبود خواص آن یک سری عملیات خاص روی محصول انجام میدهند. ابتدا پروفیل را به کمک هوا یا آب سرد خنک میکنند تا ساختار آن حفظ شود. بعد برای از بین بردن نقصها و پیچخوردگیها صافکاری و کشش روی آن انجام میدهند. بعد از این مرحله برای بالا بردن استحکام محصول آن را تحت عملیات حرارتی قرار میدهند. در ادامه برای مقاومت بیشتر در برابر خوردگی با یک لایه آنودایز یا رنگ سطح آن را میپوشانند. در نهایت محصول برای برش و ماشینکاری میرود و در ابعاد دلخواه برش میخورد.
مزایای اکستروژن آلومینیوم
- تنوع در تولید شکلهای پیچیده: یکی از مهمترین مزایای استفاده از روش اکستروژن قابلیت تولید مقاطع پیچیده و سفارشی است، بدون اینکه نیاز به مراحل اضافی مثل جوشکاری یا مونتاژ باشد. این مزیت برای تولید طراحیهای جدید برای صنایع معماری، خودروسازی و هوافضا یه امتیاز مثبت محسوب میشود.
- استحکام بالا با وزن کم: محصولات اکسترود شده آلومینیوم وزن کمی دارند اما استحکام آنها نسبت به وزنشان بالاست. این ویژگی باعث شده برای استفاده ار پروژههایی که وزن در آنها اهمیت زیادی دارد کاملا مناسب باشند. به همین دلیل از این محصولات در ساخت خودروهای الکتریکی یا سازههای هوافضا زیاد استفاده میشود.
- مقاومت عالی در برابر خوردگی: لایه اکسید طبیعی که روی سطح آلومینیوم تشکیل میشود مقاومت آن را در برابر خوردگی بالا میبرد و نیازی هم به پوششهای محافظتی خاص نیست. به همین دلیل از محصولات اکسترود شده در محیطهای مرطوب و خورنده مانند سازههای دریایی زیاد استفاده میکنند.
- بازیافتپذیری: آلومینیوم اکسترود شده به راحتی قابل بازیافت است و میتواند بدون از دست دادن خواص اصلی خود دوباره استفاده شود. این یعنی هم هزینههای مواد اولیه کاهش پیدا میکند و هم اثرات منفی زیست محیطی کمتر میشود.
معایب روش اکستروژن آلومینیوم
روش اکستروژن آلومینیوم یکی از بهترین روشها برای تولید مقاطع آلومینیومی است اما با وجود تمام ویژگیهای مثبت معایبی هم دارد که در ادامه به آنها اشاره میکنیم:
محدودیت در اندازه محصول: اندازه محصول به اندازه بیلت و ظرفیت سیستم پرس بستگی دارد. به این معنی که قطعات خیلی بزرگ یا خیلی نازک را نمیتوان با این روش تولید کرد. در نتیجه تولید محصول برای پروژههایی که به ابعاد غیراستاندارد نیاز دارند با این روش ممکن نیست.
هزینه اولیه بالا: طراحی و ساخت قالب برای روش اکستروژن هزینه زیادی لازم دارد به ویژه برای مقاطع پیچیده مثل پروفیلها که نیاز به قالبهای سفارشی دارند. این هزینه برای پروژههای کوچک و سبک اقتصادی نیست.
نقصهای سطحی احتمالی: اصطکاک بین بیلت و دیواره محفظه یا قالب میتواند باعث ایجاد خطوط، خراشها یا ناهمواریهایی روی سطح محصول شود. برای رفع این نواقص باید محصول را پولیش یا سندبلاست کنند که هزینه و زمان زیادی نیاز دارد.
محدودیت در تولید آلیاژهای سخت: برخی آلیاژهای سخت آلومینیوم مثل سری 2000 یا 7000 که استحکام بالایی دارند باید تحت فشار و دمای بیشتری قرار بگیرند که این روش اکستروژن آلومینیوم را پیچیدهتر میکند. علاوه بر این سختی این آلیاژها باعث ساییدگی قالب میشود.
مصرف انرژی بالا: گرم کردن بیلتها تا دمای مورد نیاز و اعمال فشار هیدرولیکی انرژی زیادی مصرف میکند. این مصرف انرژی بالا طبیعتا هزینههای تولید را بالا میبرد علاوه بر اینکه روی محیط زیست هم تاثیر منفی دارد.
مقایسه روشهای مختلف روش اکستروژن آلومینیوم در یک نگاه
| نوع اکستروژن | روش اعمال فشار | دمای عملیاتی | کاربردهای اصلی | مزایا | معایب |
| مستقیم | رم متحرک، قالب ثابت | گرم (۳۰۰-۵۰۰°C) | پروفیلهای بزرگ ساختمانی | سرعت بالا، فرآیند ساده | اصطکاک زیاد، کیفیت سطح متوسط |
| غیرمستقیم | قالب متحرک، بیلت ثابت | گرم | قطعات دقیق هوافضا | کیفیت بالا، اصطکاک کم | تجهیزات پیچیده، اندازه محدود |
| هیدرواستاتیک | فشار سیال | گرم یا سرد | پروفیلهای نازک الکترونیک | دقت بالا، اصطکاک حداقلی | هزینه بالا، نیاز به تجهیزات پیشرفته |
| سرد | بدون نیاز به گرم کردن | دمای اتاق | سیمها و لولههای کوچک | استحکام بالا، انرژی کم | محدود به شکلهای ساده |
| گرم | گرم کردن بیلت | ۳۰۰-۵۰۰°C | صنایع خودروسازی | شکلهای پیچیده، سرعت بالا | نیاز به کنترل دما |
| اصطکاکی | اصطکاک در اثر نیروی چرخش | تولید گرما از اصطکاک | هادیهای الکتریکی | پیوسته، انرژی کم | مقاطع کوچک |
| پیوسته | جوش بیلتها | گرم | تولید حجم بالا | کارایی بالا، بدون توقف | کنترل جوش پیچیده |
کلام پایانی
روش اکستروژن آلومینیوم یک روش کارآمد و موثر برای تولید مقاطع آلومینیومی است. مقاطعی که به این روش تولید میشوند هم مقاومت بالایی دارند و هم به دلیل آنودایز شدن ظاهرشان زیباست. هرکدام از روشهای اکستروژن آلومینیوم مخصوص محصولی خاص با کاربردی خاص هستند. بعد از اینکه محصول نهایی از قالب بیرون آمد و سرد شد تحت یک سری فرآیندهای تکمیلی قرار میگیرد تا هم خواص مکانیکی آن بهتر شود و هم مقاومت آن در برابر خوردگی بالاتر برود.
در فروشگاه آلوم ارس میتوانید انواع مقاطع آلومینیومی مثل میلگرد آلومینیوم 6061، لوله آلومینیوم، تسمه آلومینیوم 7075 و مقاطع فلزی دیگر مثل برنج و مس را با قیمتی رقابتی تهیه کنید. برای استعلام قیمت روز مقاطع فلزی همین حالا تماس بگیرید. ۰۹۱۲۵۲۸۶۴۵۹ – ۰۲۱۶۶۸۰۶۷۷۸ – ۰۲۱۶۶۳۹۱۵۲۳
سوالات متداول
فرآیند اکستروژن آلومینیوم چیست؟
فرآیند اکستروژن آلومینیوم روشی برای شکلدهی آلیاژ آلومینیوم است که در آن بیلت آلومینیوم گرم شده تحت فشار هیدرولیکی از قالب عبور کرده و به شکل دلخواه درمیآید.
چرا از اکستروژن سرد استفاده میشود؟
اکستروژن سرد برای آلیاژهای نرم و تولید مقاطع ساده با استحکام بالا و مصرف انرژی کم استفاده میشود.
کدام روش برای تولید مقاطع بزرگ مناسب است؟
معمولا از روش مستقیم و پیوسته برای تولید مقاطع آلومینیومی بزرگ استفاده میکنند.
کجا میتوان مقاطع آلومینیومی اکسترود شده تهیه کرد؟
مقاطع آلومینیومی با کیفیت بالا و قیمت رقابتی را میتوانید از فروشگاه آلوم ارس تهیه کنید. برای استعلام قیمت تماس بگیرید.
