Причината, поради която профилите от алуминиеви сплави се използват широко в живота и производството е, че всеки напълно признава предимствата им като ниска плътност, устойчивост на корозия, отлична електрическа проводимост, неферомагнитни свойства, възможност за формоване и възможност за рециклиране.
Производството на алуминиеви профили в Китай се разраства от нулата, от малки до големи, докато не се разви в голяма страна за производство на алуминиеви профили, с производство на първо място в света. Въпреки това, тъй като изискванията на пазара за продукти от алуминиев профил продължават да се увеличават, производството на алуминиеви профили се разви в посока на сложност, висока прецизност и мащабно производство, което доведе до редица производствени проблеми.
Алуминиевите профили се произвеждат предимно чрез екструдиране. По време на производството, в допълнение към отчитането на производителността на екструдера, дизайна на формата, състава на алуминиевия прът, термичната обработка и други фактори на процеса, трябва да се вземе предвид и дизайнът на напречното сечение на профила. Най-добрият дизайн на напречното сечение на профила може не само да намали трудността на процеса от източника, но и да подобри качеството и ефекта от употреба на продукта, да намали разходите и да съкрати времето за доставка.
Тази статия обобщава няколко често използвани техники при проектиране на напречно сечение на алуминиев профил чрез действителни случаи в производството.
1. Принципи на проектиране на алуминиев профил
Екструзията на алуминиев профил е метод на обработка, при който нагрята алуминиева пръчка се зарежда в екструзионен варел и се прилага налягане през екструдер, за да се екструдира от отвора на матрицата с дадена форма и размер, причинявайки пластична деформация за получаване на необходимия продукт. Тъй като алуминиевият прът се влияе от различни фактори като температура, скорост на екструдиране, степен на деформация и плесен по време на процеса на деформация, равномерността на металния поток е трудно да се контролира, което създава определени трудности при дизайна на формата. За да се гарантира здравината на матрицата и да се избегнат пукнатини, срутване, отчупване и т.н., при проектирането на профилното сечение трябва да се избягва следното: големи конзоли, малки отвори, малки дупки, порести, асиметрични, тънкостенни, неравни стени дебелина и т.н. Когато проектираме, първо трябва да удовлетворим неговите характеристики по отношение на употреба, декорация и т.н. Полученото сечение е използваемо, но не е най-доброто решение. Защото, когато дизайнерите нямат познания за процеса на екструдиране и не разбират съответното технологично оборудване, а изискванията на производствения процес са твърде високи и строги, степента на квалификация ще бъде намалена, цената ще се увеличи и идеалният профил няма да бъде произведен. Следователно принципът на проектирането на секции от алуминиев профил е да се използва възможно най-простият процес, като същевременно се задоволи функционалният му дизайн.
2. Някои съвети относно дизайна на интерфейса на алуминиев профил
2.1 Компенсация на грешки
Затварянето е един от честите дефекти при производството на профили. Основните причини са следните:
(1) Профилите с дълбоки отвори в напречното сечение често се затварят при екструдиране.
(2) Разтягането и изправянето на профилите ще засили затварянето.
(3) Инжектираните с лепило профили с определени структури също ще имат затваряне поради свиването на колоида след инжектиране на лепилото.
Ако гореспоменатото затваряне не е сериозно, то може да се избегне чрез контролиране на скоростта на потока чрез дизайна на формата; но ако няколко фактора се наслагват и дизайнът на формата и свързаните с него процеси не могат да разрешат затварянето, може да се даде предварителна компенсация в дизайна на напречното сечение, тоест предварително отваряне.
Размерът на компенсацията преди отваряне трябва да бъде избран въз основа на неговата специфична структура и предишен опит при затваряне. По това време дизайнът на чертежа на отвора на формата (предварително отваряне) и готовия чертеж са различни (Фигура 1).
2.2 Разделете големите секции на множество малки секции
С развитието на широкомащабни алуминиеви профили дизайнът на напречното сечение на много профили става все по-голям и по-голям, което означава, че е необходима серия от оборудване като големи екструдери, големи форми, големи алуминиеви пръти и т.н., за да ги поддържат , а производствените разходи нарастват рязко. За някои секции с голям размер, които могат да бъдат постигнати чрез снаждане, те трябва да бъдат разделени на няколко малки секции по време на проектирането. Това може не само да намали разходите, но и да улесни осигуряването на плоскост, кривина и точност (Фигура 2).
2.3 Поставете подсилващи ребра, за да подобрите неговата плоскост
Изискванията за плоскост често се срещат при проектирането на профилни секции. Профилите с малък обхват лесно се осигуряват плоскост поради високата им структурна здравина. Профилите с голям обхват ще се увиснат поради собствената си гравитация веднага след екструдирането, а частта с най-голямо напрежение на огъване в средата ще бъде най-вдлъбната. Освен това, тъй като стенният панел е дълъг, е лесно да се генерират вълни, което ще влоши прекъсването на равнината. Следователно, при проектирането на напречното сечение трябва да се избягват големи плоски конструкции. Ако е необходимо, в средата могат да се монтират усилващи ребра, за да се подобри нейната плоскост. (Фигура 3)
2.4 Вторична обработка
В процеса на производство на профили някои секции са трудни за завършване чрез екструдиране. Дори и да може да се направи, разходите за обработка и производство ще бъдат твърде високи. По това време могат да се обмислят други методи на обработка.
Случай 1: Отвори с диаметър по-малък от 4 мм в профила ще направят матрицата недостатъчна здравина, лесно ще се повреди и трудна за обработка. Препоръчително е да премахнете малките отвори и вместо това да използвате пробиване.
Случай 2: Производството на обикновени U-образни жлебове не е трудно, но ако дълбочината на жлеба и ширината на жлеба надвишават 100 mm или съотношението между ширината на жлеба и дълбочината на жлеба е неразумно, възникват проблеми като недостатъчна здравина на матрицата и трудности при осигуряване на отвора ще се срещне и по време на производството. При проектирането на профилната секция отворът може да се счита за затворен, така че оригиналната твърда форма с недостатъчна здравина да може да се превърне в стабилна разделена форма и няма да има проблем с деформацията на отваряне по време на екструдиране, което прави формата по-лесна за поддържам. Освен това при проектирането могат да се направят някои детайли при връзката между двата края на отвора. Например: поставете V-образни маркировки, малки жлебове и т.н., така че да могат лесно да бъдат отстранени по време на крайната обработка (Фигура 4).
2.5 Сложен отвън, но прост отвътре
Формите за екструдиране на алуминиев профил могат да бъдат разделени на твърди форми и шунтови форми според това дали напречното сечение има кухина. Обработката на твърди форми е сравнително проста, докато обработката на шунтови форми включва относително сложни процеси като кухини и сърцевини. Следователно трябва да се обърне пълно внимание на дизайна на профилната секция, т.е. външният контур на секцията може да бъде проектиран така, че да бъде по-сложен, а жлебовете, отворите за винтове и т.н. трябва да бъдат поставени по периферията, доколкото е възможно , докато интериорът трябва да е възможно най-опростен и изискванията за точност не могат да бъдат твърде високи. По този начин както обработката на матрицата, така и поддръжката ще бъдат много по-лесни и степента на добив ще бъде подобрена.
2.6 Резервиран марж
След екструдиране алуминиевите профили имат различни методи на повърхностна обработка според нуждите на клиента. Сред тях методите за анодиране и електрофореза имат малко влияние върху размера поради тънкия слой филм. Ако се използва методът за повърхностна обработка на прахово покритие, прахът лесно ще се натрупа в ъглите и жлебовете, а дебелината на един слой може да достигне 100 μm. Ако това е позиция за сглобяване, като например плъзгач, това ще означава, че има 4 слоя покритие със спрей. Дебелина до 400 μm ще направи сглобяването невъзможно и ще повлияе на употребата.
Освен това, тъй като броят на екструзиите се увеличава и матрицата се износва, размерът на прорезите на профила ще става все по-малък и по-малък, докато размерът на плъзгача ще става все по-голям и по-голям, което прави сглобяването по-трудно. Въз основа на горните причини, трябва да бъдат запазени подходящи маржове според специфичните условия по време на проектирането, за да се гарантира сглобяването.
2.7 Маркировка за допустими отклонения
За проектиране на напречно сечение първо се изготвя монтажният чертеж и след това се изготвя чертежът на профилния продукт. Правилният монтажен чертеж не означава, че чертежът на профилния продукт е идеален. Някои дизайнери пренебрегват значението на маркировката за размери и толеранси. Маркираните позиции обикновено са размерите, които трябва да бъдат гарантирани, като например: монтажна позиция, отвор, дълбочина на канала, ширина на канала и т.н., и са лесни за измерване и проверка. За общи допустими отклонения на размерите, съответното ниво на точност може да бъде избрано според националния стандарт. Някои важни монтажни размери трябва да бъдат маркирани със специфични стойности на толеранс в чертежа. Ако толерансът е твърде голям, сглобяването ще бъде по-трудно, а ако толерансът е твърде малък, производствените разходи ще се увеличат. Разумният диапазон на толерантност изисква ежедневно натрупване на опит от дизайнера.
2.8 Подробни настройки
Детайлите определят успеха или неуспеха и същото важи и за дизайна на напречното сечение на профила. Малките промени могат не само да защитят формата и да контролират скоростта на потока, но и да подобрят качеството на повърхността и да увеличат степента на добив. Една от често използваните техники е заоблянето на ъглите. Екструдираните профили не могат да имат абсолютно остри ъгли, тъй като тънките медни проводници, използвани при рязане на тел, също имат диаметри. Въпреки това, скоростта на потока в ъглите е бавна, триенето е голямо и напрежението е концентрирано, често има ситуации, при които следите от екструзия са очевидни, размерът е труден за контролиране и плесените са склонни към начупване. Поради това радиусът на заобляне трябва да се увеличи колкото е възможно повече, без да се засяга използването му.
Дори ако се произвежда от малка машина за екструдиране, дебелината на стената на профила не трябва да бъде по-малка от 0,8 mm, а дебелината на стената на всяка част от секцията не трябва да се различава повече от 4 пъти. По време на проектирането могат да се използват диагонални линии или дъгови преходи при внезапни промени в дебелината на стената, за да се осигури правилна форма на изпразване и лесен ремонт на формата. Освен това тънкостенните профили имат по-добра еластичност, а дебелината на стената на някои клинове, летви и др. може да бъде около 1 мм. Има много приложения за регулиране на детайли в дизайна, като регулиране на ъгли, промяна на посоките, скъсяване на конзоли, увеличаване на празнини, подобряване на симетрията, регулиране на допуски и т.н. Накратко, дизайнът на напречното сечение на профила изисква непрекъснато обобщение и иновации и напълно отчита връзка с дизайна на матрицата, производството и производствените процеси.
3. Заключение
Като дизайнер, за да се получат най-добрите икономически ползи от производството на профили, всички фактори от целия жизнен цикъл на продукта трябва да бъдат взети предвид по време на проектирането, включително нуждите на потребителите, дизайн, производство, качество, цена и т.н., да се стремим да постигнем успех в разработването на продукта за първи път. Те изискват ежедневно проследяване на производството на продукта и събиране и натрупване на информация от първа ръка, за да се предвидят резултатите от дизайна и да се коригират предварително.
Време на публикуване: 10 септември 2024 г
