همه چیز در مورد اکسترود آلومینیوم (اکستروژن آلومینیوم)

اکسترود آلومینیوم یا اکستروژن آلومینیوم یکی از روش‌های تولید قطعات آلومینیومی است. در این روش، بیلت‌های آلومینیومی گرم و نیمه‌جامد تحت فشار از درون قالبی که شکل قطعه نهایی را دارد، عبور داده می‌شوند تا بیلت شکل قالب را به خود بگیرد. قطعه‌ای که در این فرایند تولید می‌شود می‌تواند لوله، میله و پروفیل اکسترود آلومینیوم باشد.

در این مقاله، با فرآیند اکستروژن آلومینیوم، روش‌های مختلف، مزایا و کاربردهای آن آشنا می‌شوید. همچنین، مراحل این فرآیند و نکات مهم برای بهینه‌سازی تولید آن را بررسی خواهیم کرد.

برای آشنایی با پروفیل آلومینیوم، پیشنهاد می‌کنیم مقاله پروفیل آلومینیوم چیست را مطالعه کنید.

اکسترود آلومینیوم چیست؟

اکستروژن آلومینیوم که با نام اکسترود آلومینیوم هم شناخته می‌شود یک روش برای تولید برخی از قطعات آلومینیومی است. در این روش، بیلت های آلومینیومی که به شکل استوانه‌ای یا مستطیلی و با روش ریخته‌گری نیمه‌پیوسته یا پیوسته ساخته شده اند، تا دمای ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد گرم می‌شوند. سپس بیلت در دمای موردنظر نگه داشته می‌شود و با وارد کردن فشار از طریق یک سنبه، از قالبی که روزنه‌های خاصی دارد عبور می‌کند.

فرایند اکسترود آلومینیوم (Aluminum Extrusion) یک فرایند پیچیده است که برای تولید پروفیل‌های دقیق و پیچیده با ابعاد و اشکال مختلف استفاده می‌شود. این روش در صنایع مختلفی مانند ساختمان‌سازی، خودروسازی و هوافضا کاربرد دارد. محصولی که در این روش تولید می‌شود سبک بوده و مقاومت آن از بسیاری جهات بهبودیافته است.

اهمیت اکسترود آلومینیوم در صنعت

فرایند اکسترود آلومینیوم این امکان را فراهم می‌کند که پروفیل‌ها و قطعات پیچیده‌ای با دقت بالا تولید شوند. این روش برای ساخت قطعاتی مانند پروفیل‌های معماری و اجزای ماشین‌آلات بسیار مناسب است. علاوه بر این، برخی خواص مکانیکی قطعاتی که با فرایند اکستروژن آلومینیوم تولید شده‌اند، به علت پروسه‌های آلیاژسازی، پیش‌گرمایش بیلت و اعمال فشار مکانیکی، بهبود پیدا می‌کنند.

به‌عنوان‌مثال، در برابر شکست، تنش، فشار، ضربه و کشش مقاوم‌تر می‌شوند. علاوه بر این، سطح قطعه‌ای که در فرایند اکسترود آلومینیوم تولید شده، صیقلی‌تر و یکدست‌تر است. این خواص همگی در صنایع خودروسازی، هوا و فضا و ساختمان‌سازی از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند.

اگر می‌خواهید درباره روش‌های تولید پروفیل‌های اکسترود آلومینیوم بدانید، مقاله تولید پروفیل آلومینیوم را مطالعه کنید.

مزایای اکسترود آلومینیوم

فرآیند اکسترود آلومینیوم دارای مزایای متعددی است که آن را به یک روش تولید محبوب تبدیل کرده است. از جمله این مزایا می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• امکان تولید قطعات پیچیده و دقیق
• امکان تولید قطعات بدون محدودیت شکل
• بهبود خواص مکانیکی
• امکان تولید قطعه در تیراژ بالا
• امکان بازیافت قطعه
• مقرون‌به‌صرفه بودن

روش‌های اکستروژن آلومینیوم

روش‌های اکستروژن از دو دیدگاه قابل تقسیم‌بندی هستند. یک دیدگاه بر اساس نوع انجام فرایند است و دیگری بر اساس دمایی که فرایند در آن انجام می‌شود. در ادامه این دو دسته‌بندی را بیشتر شرح می‌دهیم.

بر اساس نوع انجام فرایند

فرایند اکسترود آلومینیوم بر اساس نوع انجام فرایند به چهار روش اکستروژن مستقیم، غیرمستقیم، هیدرواستاتیک و چندمرحله‌ای قابل انجام است. در ادامه این روش‌ها را با هم بررسی می‌کنیم.

• اکستروژن مستقیم آلومینیوم

در اکستروژن مستقیم، قالب ثابت است و بیلت و سمبه در یک‌جهت حرکت می‌کنند. این فرایند رایج‌ترین نوع اکستروژن است و در تولید پروفیل‌های مختلف با اشکال و اندازه‌های متنوع استفاده می‌شود. این روش برای تولید پروفیل‌هایی که طول زیادی دارند هم مناسب است.

از روش اکستروژن مستقیم برای آلیاژهای سری 2000، 6000 و 7000 و… استفاده می‌شود. نرخ اکستروژن برای آلیاژهای نرم‌تر مثل سری 6000، بالاتر از نرخ اکستروژن آلیاژهای سخت‌تر مثل سری 2000 و 7000 است. نرخ اسکتروژن در واقع متراژ تولیدی در واحد زمان است.

در این روش حدود 30 درصد از نیروی پرس سمبه، برای غلبه بر اصطکاک بین بیلت و قالب مصرف می‌شود.

• اکستروژن غیرمستقیم آلومینیوم

در اکستروژن غیرمستقیم که اکستروژن معکوس هم نامیده می‌شود، بیلت ثابت و قالب متحرک است. در واقع قالب در انتهای یک سمبه توخالی قرار داده شده و زمانی که سمبه به جلو حرکت می‌کند، قالب به بیلت که در یک محفظه به‌صورت ثابت قرار دارد، فشار می‌آورد. اعمال این فشار باعث می‌شود آلومینیوم اکسترود شده از قسمت انتهایی سمبه خارج شود.

ازآنجاکه در این روش بیلت نسبت به قالب ثابت است، میزان اصطکاک خیلی کم‌تر از روش اکستروژن مستقیم است.

• اکستروژن هیدرواستاتیک

در این روش از یک ماده روان‌کننده (معمولاً روغن گیاهی) استفاده می‌شود تا اصطکاک بین بیلت و قالب به حداقل برسد، این عمل موجب کاهش عیوبی مانند ترک‌خوردگی و خراشیدگی در قطعه نهایی می‌شود.

• اکستروژن چندمرحله‌ای

در اکسترود آلومینیوم که به‌صورت چندمرحله‌ای انجام می‌شود، قطعه چندمرتبه از قالب‌هایی با شکل‌های مختلف عبور داده می‌شود. در این فرایند هر بار قطعه شکل یک قالب را به خود می‌گیرد و در قالب آخر، شکل نهایی تکمیل می‌شود. اکستروژن چندمرحله‌ای برای تولید قطعات بسیار پیچیده و دقیق استفاده می‌شود.

بر اساس دمای انجام فرایند

علاوه بر دسته‌بندی بالا، یک تقسیم‌بندی دیگر برای روش‌های اکسترود آلومینیوم نیز وجود دارد که بر اساس دما صورت می‌گیرد. براین‌اساس، اکستروژن به دو دسته گرم و سرد تقسیم می‌شود که در ادامه راجع به آن‌ها صحبت می‌کنیم.

• اکستروژن گرم

در این روش دمای بیلت را تا دمای تبلور که بین 400 الی 500 درجه سانتی‌گراد است بالا می‌برند. گرمایش به منظور نرم شدن آلومینیوم و افزایش قابلیت شکل‌پذیری انجام می‌شود.

• اکستروژن سرد

در اکستروژن سرد، دمای بیلت افزایش داده نمی‌شود و بیلت و قالب در دمای اتاق یا کمی بالاتر از آن، به هم فشرده می‌شوند. این روش بیشتر برای تولید قطعاتی که به دقت بالا و پرداخت پس از فرم‌دهی نیاز دارند، مناسب است.

مراحل اکستروژن آلومینیوم

در بخش‌های قبل، فرایند اکستروژن را به‌صورت کلی شرح دادیم. در اینجا راجع به هر مرحله صحبت می‌کنیم:

1.پیش‌گرمایش

 بیلت‌های آلومینیوم در کوره‌ای با دمای بالا معمولاً بین 400 تا 500 درجه سانتی‌گراد گرم می‌شوند تا نرم شوند و بتوانند راحت‌تر شکل بگیرند. در این مرحله، سطح داخلی قالب و بیلت با روغن مخصوصی پوشش داده می‌شود تا اصطکاک کاهش یابد و فرآیند اکستروژن به‌طور روان‌تری انجام گیرد.

2.انتقال به کریدل

بیلت‌های پیش گرم شده و چرب شده به کریدل دستگاه اکستروژن منتقل می‌شوند. کریدل یک نگهدارنده است که بیلت را به‌درستی در موقعیت قرار می‌دهد.

3.اعمال فشار برای ورود بیلت به قالب

با استفاده از پرس هیدرولیکی، بیلت تحت فشار قرار می‌گیرد و از طریق قالب اکستروژن به شکل موردنظر در می‌آید.

4.خنک‌کاری قطعه

زمانی که قطعه آلومینیومی از قالب خارج شد، بلافاصله خنک می‌شود تا خواص مکانیکی و استحکام آن حفظ شود. این کار معمولاً با استفاده از آب یا هوا انجام می‌شود. همچنین با کمک نیتروژن مایع، دیواره‌های قالب را خنک می‌کنند تا قالب مجدداً قابل‌استفاده باشد.

5. شکل‌دهی بیلت

بیلت آلومینیومی در قالب شکل مدنظر را می‌گیرد و به‌صورت پروفیل‌های مختلف مثل لوله، میله و پروفیل‌های صنعتی و ساختمانی از دستگاه خارج می‌شود.

6. کنترل دمای قطعه تولید شده

دمای قطعات تولید شده کنترل و تنظیم می‌شود تا از تغییر شکل ناخواسته جلوگیری شود و کیفیت محصول نهایی تضمین گردد.

7.تمیزکردن قالب

پس از هر دوره اکستروژن آلومینیوم، قالب‌ها تمیز می‌شوند تا مواد باقیمانده و رسوبات از بین بروند و برای استفاده مجدد آماده شوند.

مراحل بعد از اکستروژن آلومینیوم

پس از آنکه قطعه در فرایند اکستروژن آلومینیوم تولید شد، کارهای دیگری روی آن انجام می‌شود تا آماده ورود به بازار شود. این مراحل به شرح زیر هستند:

• برش قطعه

پروفیل‌های آلومینیومی تولید شده، با کمک ابزارهای برشی همچون اره، دستگاه‌های برش CNC و قیچی‌های صنعتی به اندازه‌های موردنظر برش داده می‌شوند.

• ماشین‌کاری

پروفیل‌های آلومینیومی ممکن است برای دستیابی به ابعاد و اشکال دقیق‌تر، تحت فرایند ماشین‌کاری قرار گیرند. این فرایند می‌تواند شامل تراشکاری، فرزکاری، حفاری و برش دقیق باشد.

• پرداخت سطحی

پروفیل‌های آلومینیومی تحت فرایندهای مختلفی مثل پولیش، برس‌کاری (brushing) و جلاکاری قرار می‌گیرند تا سطح آن‌ها صاف و براق شود.

• آنودایزینگ

این فرایند شامل پوشش‌دادن سطح قطعه با لایه‌ای از اکسید آلومینیوم است، که باعث افزایش مقاومت به خوردگی و بهبود ظاهر سطح می‌شود.

اگر تمایل دارید در ارتباط با آنودایزینگ و انواع آن در قطعات آلومینیومی اطلاعات بیشتری کسب کنید، مقاله روش‌های آنودایز آلومینیوم را بخوانید.

• تست کیفی

محصولات نهایی تحت آزمون‌های کیفیت قرار می‌گیرند تا از استاندارد بودن آن‌ها اطمینان حاصل شود. این تست‌ها شامل بررسی ابعاد، مقاومت مکانیکی و خواص سطحی هستند.

• بسته‌بندی

قطعات آلومینیومی برای حمل‌ونقل و جلوگیری از آسیب‌دیدگی بسته‌بندی می‌شوند. این بسته‌بندی ممکن است شامل استفاده از مواد حفاظتی مانند پلاستیک، کارتن یا پیچیدن با باندرول باشد.

مقاطع اکستروژن آلومینیوم

مقاطعی که در فرایند اکستروژن آلومینیوم ساخته می‌شوند بسیار گسترده هستند. به‌عنوان نمونه‌ای از این مقاطع می‌توان به لوله‌ها و میله‌ها اشاره کرد. در ادامه رایج‌ترین مقاطع را ذکر کرده‌ایم:

• پروفیل‌های آلومینیوم استاندارد که شامل پروفیل‌هایی با سطح مقطع هندسی I، U، T، L و H هستند. این پروفیل‌ها بیشتر در ساخت‌وساز، معماری و ساخت سازه‌های صنعتی کاربرد دارند.
• پروفیل‌های آلومینیومی اختصاصی که بر اساس سفارش مشتری در طرح‌های خاص تولید می‌شوند و ممکن است شکل مقاطع آن‌ها متفاوت باشد. مانند پروفیل‌هایی که برای صنایع خودروسازی، الکترونیک و هوا و فضا تولید می‌شوند.
• لوله‌های اکسترود آلومینیومی که به‌منظور نقل‌وانتقال سیالات و استفاده در سیستم‌های تهویه تولید می‌شوند. این لوله‌ها ممکن است بر اساس نیاز با دیواره ضخیم یا دیواره نازک تولید شوند.

کاربرد اکستروژن آلومینیوم

مصنوعاتی که در فرایند اکستروژن آلومینیوم ساخته می‌شوند به مصرف صنایع مختلفی می‌رسند. مثال‌هایی از کاربرد قطعات اکسترود آلومینیوم عبارتند از:

• در صنعت خودروسازی برای ساخت شاسی و بدنه
• در صنعت هوا و فضا برای ساخت بدنه و بال هواپیما و هلیکوپتر و…
• در صنعت ساختمان‌سازی برای تولید قاب درها و پنجره‌ها و سایدینگ‌ها
• در صنایع الکترونیک برای ساخت قطعاتی مثل رادیاتورها و هیت‌سینک‌ها
• در راه‌سازی برای ساخت پل‌ها و بزرگراه‌ها

پروفیل اکسترود آلومینیوم چیست؟

پروفیل اکسترود آلومینیوم یک قطعه با طول زیاد و مقطع ثابت است که از طریق فرایند اکستروژن فلز آلومینیوم ساخته می‌شود. پروفیل‌های اکسترود شده آلومینیوم شکل‌ها و اندازه‌های متنوعی دارند و هرکدام برای کاربردهای متفاوتی استفاده می‌شوند. برخی از ویژگی‌های پروفیل‌های اکسترود آلومینیوم شامل وزن سبک، مقاومت به خوردگی، قابلیت ماشین‌کاری و بازیافت آسان هستند. در ادامه انواع پروفیل اکسترود شده آلومینیوم را معرفی می‌کنیم.

انواع پروفیل اکسترود شده آلومینیوم

پروفیل‌های که طی فرایند اکسترود آلومینیوم تولید می‌شوند، در انواع مختلفی تولید می‌شوند که برخی پرکاربردتر و برخی کم‌کاربردتر هستند. در ادامه متداول‌ترین انواع پروفیل اکسترود آلومینیوم را ذکر می‌کنیم:

• پروفیل‌های استاندارد
• پروفیل‌های صنعتی
• پروفیل‌های معماری
• پروفیل‌های خاص
• پروفیل‌‌های دکوراتیو
• پروفیل‌های سفارشی

جمع‌بندی

اکسترود آلومینیوم یک فرایند برای تولید قطعات آلومینیومی از بیلت است. در این روش آلومینیوم را تحت فشار وارد یک قالب از پیش‌ساخته می‌کنند. این روش امکان تولید قطعات پیچیده‌ را فراهم می‌کند. علاوه براین، قطعاتی که در این روش تولید شده‌اند، مقاومت بیشتری در برابر ضربه، فشار، تنش و… دارند. علاوه بر تولید پروفیل‌های موجود در بازار، از این روش می‌توان برای تولید پروفیل آلومینیوم اختصاصی هم استفاده کرد.

در صورتی که از قطعات آلومینومی در پروژه‌های خود استفاده می‌کنید، اطلاع از روش‌های اکسترود آلومینیوم می‌تواند به شما کمک کند تا قطعه مستحکم‌تری خریداری کنید. همچنین اگر نیاز به پروفیل خاصی دارید، می‌توانید آن سفارش دهید تا با این روش برای شما تولید شود.

برای اطلاع از قیمت پروفیل آلومینیوم در بازار ۰۲ اسفند ۱۴۰۳ کلیک کنید. همچنین اگر قصد دارید ورق آلومینیوم بخرید، ممکن است ورق آلومینیوم کیلویی برای شما به صرفه‌تر تمام شود. برای بررسی این مورد می‌توانید به صفحه قیمت هر کیلو ورق آلومینیوم مراجعه کنید یا با تلفن 02145171 با کارشناسان ما در پیوان تماس بگیرید.

• چه عیوبی ممکن است در فرآیند اکستروژن آلومینیوم روی پروفیل اکسترود شده ایجاد شود؟

  در طی فرآیند اکستروژن آلومینیوم، عیوبی ممکن است روی پروفیل اکسترود شده ایجاد شود که بر کیفیت نهایی محصول تأثیر بگذارند. ترک‌های سطحی ناشی از دمای بالا، ترک‌های داخلی به دلیل تنش‌های مواد، اعوجاج بر اثر نوسانات دما و فشار، و ترک‌های طولی به علت سرعت یا فشار زیاد از جمله این مشکلات هستند. همچنین، تمیز نبودن قالب یا بیلت می‌تواند باعث تشکیل پوسته شود. اکسیداسیون به دلیل خنک‌نشدن صحیح و وجود ناخالصی‌ها یا حباب‌های گاز در بیلت اولیه نیز ممکن است منجر به ایجاد حفره‌ها و نقص‌های داخلی شود.

• چه فرایندهای دیگری برای تولید قطعات آلومینیومی استفاده می‌شود؟

  علاوه بر اکستروژن آلومینیوم، روش‌های دیگری مانند ریخته‌گری، آهنگری، نورد، کشش، خم‌کاری و جوشکاری نیز برای تولید قطعات و پروفیل‌های فلزی استفاده می‌شوند.