Tegelikult algab alumiiniumisulami ekstrusiooniprotsess toote disainiga, kuna toote disain põhineb etteantud kasutusnõuetel, mis määravad toote lõplikud parameetrid, nagu toote mehaaniline töötlemine, pinnatöötluse toimivus ja keskkonnanõuete kasutamine, mis on määras ekstrudeeritud alumiiniumisulami tüübi valiku. Sama alumiiniumisulami puhul sõltub pressitud alumiiniumprofiili jõudlus toote disainikujust, mis määrab ekstrusioonivormi kuju. Kui disainiprobleem on lahendatud, algab tegelik ekstrusiooniprotsess alumiiniumist valatud varda väljapressimisega. Alumiiniumist valatud varda tuleb enne ekstrudeerimist soojendada, et see pehmeneks, ja asetada kuumutatud varras ekstruuderi valuploki silindrisse, seejärel surub suure võimsusega hüdrosilinder ekstrusioonivarda, mille ees on ekstrusioonipadi, nii et kuumutatud ja pehmendatud alumiiniumsulam välja pressida matriitsi täppisvormimisavast ekstrusioonipadja tugeva surve all. See on vormi roll: soovitud toote kuju andmine.
(See pilt on tüüpilise horisontaalse hüdraulilise ekstruuderi skemaatiline diagramm ja ekstrusiooni suund on vasakult paremale)
See on kõige laialdasemalt kasutatava otsese ekstrusiooni lihtne kirjeldus. Kaudne ekstrusioon on sarnane protsess, kuid mõningate erinevustega. Otsese ekstrusiooniprotsessis stants ei liigu ja ekstrusioonivarda rõhk surub alumiiniumisulami läbi matriitsi ava. Kaudse ekstrusiooniprotsessi ajal paigaldatakse stants õõnsale ekstrusioonivardale, nii et stants pressitakse liikumatule alumiiniumvarda toorikule, surudes alumiiniumisulami läbi matriitsi õõnsale ekstrusioonivardale.
Tegelikult sarnaneb ekstrusiooniprotsess hambapasta pigistamisega. Kui survet avaldada hambapasta suletud otsale, pressitakse silindriline hambapasta ümarast avast välja. Kui ava on tasane, pressitakse hambapasta paelast välja. Muidugi saab keerulisi kujundeid välja pigistada ka sama kujuga avadest. Näiteks valmistavad koogitegijad igasuguseid dekoratiivseid ääri, kasutades jäätise pigistamiseks spetsiaalse kujuga torusid. See, mida nad teevad, on ekstrusioonivormimine. Isegi kui te ei saa hambapastast või jäätisest tooteid valmistada ega alumiiniumisulamit sõrmedega alumiiniumtorudesse pigistada, vaid tuginete suure võimsusega hüdraulilisele pressile, et pressida alumiiniumsulam teatud kujuga matriitsi august välja, et saada lai mitmesuguseid peaaegu igasuguse kujuga kasulikke tooteid.
(Alt (vasakul) on esimene profiil just ekstrudeerimise alguses välja pressitud ja (paremal) alumiiniumprofiil on tootmisprotsessis.)
Alumiiniumist varras
Alumiiniumvarras on ekstrusiooniprotsessis toorik, olenemata sellest, kas see on tahke või õõnes, tavaliselt silinder, mille pikkuse määrab ekstrusioonivaluploki silinder. Üldjuhul vormitakse alumiiniumvardad valamise, aga ka sepistamise või pulbersepistamise teel, reguleerides alumiiniumisulamist varrasaega lõigatud sulami koostist. Lisaks koosnevad alumiiniumisulamid rohkem kui ühest metallelemendist (tavaliselt mitte rohkem kui 5 protsendist) (näiteks vask, magneesium, räni, mangaan või tsink), mis parandavad puhta alumiiniumi omadusi ja mõjutavad ekstrusiooniprotsessi.
Iga tootja alumiiniumvarda pikkus ei ole ühtlane, selle määravad alumiiniumprofiili lõplik pikkus, ekstrusiooniaste, tühjenduspikkus ja väljapressimisvaru. Standardpikkused on üldiselt vahemikus 26 tolli (660 mm) kuni 72 tolli (1830 mm) ja välisläbimõõt on vahemikus 3 tolli (76 mm) kuni 33 tolli (838 mm) ja 6 tolli (155 mm) kuni 9 tolli (228 mm).
Otsese ekstrusiooni tootmisprotsess
Toorikute-- kütteahi-- ekstrusioonpress stantsiga-- sae-- sirge-- vananemisahi
(See diagramm illustreerib alumiiniumprofiili väljapressimise põhietappe)
Kui lõpptoote kuju on kinnitatud, sobiv alumiiniumsulam on valitud ja ekstrusioonivormi valmistamine on lõpetatud, algab tegelik ekstrusiooniprotsess ja ettevalmistus on lõppenud. Seejärel kuumutatakse alumiiniumvarras ja ekstrusioonitööriist. Ekstrusiooniprotsessi käigus on alumiiniumvarras algselt tahke, kuid on muutunud küttekoldes pehmeks. Alumiiniumsulami sulamistemperatuur on umbes 660 kraadi. Ekstrusiooniprotsessi tüüpiline kuumutamistemperatuur on üldiselt suurem kui 375 kraadi ja võib sõltuvalt metalli ekstrusioonitingimustest olla kuni 500 kraadi.
Tegelik ekstrusiooniprotsess algab siis, kui ekstrusioonvarras hakkab valuploki sees olevale alumiiniumvardale survet avaldama. Erinevad hüdraulilised pressid on mõeldud 100 tonnist 15,000 tonnini peaaegu igasuguse rõhu pigistamiseks. See ekstrusioonijõud määrab ekstrudeerimismasinaga toodetud ekstrudeeritud toote suuruse. Ekstrudeeritud toote spetsifikatsioone väljendatakse toote maksimaalse ristlõike suurusena, viidates mõnikord ka toote välisringi läbimõõdule.
Kui ekstrusioon on just alanud, on vormivahetuse reaktsioonist mõjutatud alumiiniumvardad lühikesed ja jämedad, kuni alumiiniumvardade paisumist piirab anuma valuploki toru sein ja seejärel, kui rõhk jätkub, muutuvad pehmed (veel ) tahkel metallil pole kohta, kus voolata, alustage välja pigistatavast vormi moodustamise avast kuni vormi teise otsani, nii tekib profiil.
Ligikaudu 10 protsenti alumiiniumvardast (koos varda kestaga) jäetakse valuploki trumlisse, ekstrusioonitoode lõigatakse vormist välja ning valuploki trumlisse jäänud metall puhastatakse ja suunatakse taaskasutusse. Pärast toote väljumist matriitsist kuumpressitud toode kustutatakse, töödeldakse mehaaniliselt ja vanandatakse.
Kui kuumutatud alumiinium pressitakse vormist läbi valuploki silindri, voolab metall varda keskel kiiremini kui servades. Nagu sisetükis olev must riba näitab, jäetakse äärtes olev metall maha jäänukina, mis tuleb taaskasutada.
Ekstrusioonikiirus sõltub ekstrudeeritavast sulamist ja stantsi ava kujust. Keerulise kujuga materjalide ekstrudeerimine kõvasulamitega võib olla kuni 1-2 jalga minutis, samas kui lihtsate materjalide ekstrudeerimine pehmete sulamitega võib ulatuda 180 jalani minutis või isegi kiiremini.
Ekstrusioonitoote pikkus sõltub vardast ja matriitsi väljalaskeavast ning ühe pideva ekstrusiooniga saab ekstrudeerida kuni 200 jalga toodet. Kui ekstrudeeritud toode väljub ekstrudeerimismasinast, asetatakse see viimases vormimise ekstrusioonis välja libisevale (vastab konveierilindile). Vastavalt erinevale sulamile jaguneb ekstrudeeritud toote jahutusviis looduslikuks jahutuseks, õhk- või vesijahutuseks. See on kriitiline samm toote metalliomaduste tagamisel pärast vananemist. Ekstrudeeritud toode viiakse seejärel külma voodisse.
Sirutage
Pärast ekstrudeeritud toote karastamist (jahutamist) keeratakse see sirgeks ja korrigeeritakse kanderaami või sirgendajaga (venitamine liigitatakse ka pärast ekstrusiooni külmtööks). Lõpuks saadab transpordiseade toote saagimismasinasse.
Saagimine
Tüüpiline valmis saagimine on toote saagimine teatud kaubandusliku pikkuseni. Tänapäeval on ketassaag kõige laialdasemalt kasutatav, kuna spiraalsae masin pressitakse pika materjali saagist vertikaalselt välja. Samuti on olemas saed, mis lõikavad profiili ülaosast (näiteks elektrilised saed). Samuti on olemas saelaud, mis kujutab endast ketasaetera, mis tõuseb alt üles, et toodet lõigata, ja seejärel saeleht järgmiseks tsükliks tagasi laua põhja.
Tüüpilise viimistletud ketassae läbimõõt on 16–20 tolli ja sellel on rohkem kui 100 karbiidhammast. Suure läbimõõduga ekstruuderi jaoks kasutatakse suuri saelehti.
Isemäärduvad saed on varustatud süsteemiga, mis toimetab saagidele määrdeainet, et tagada optimaalne saagimise efektiivsus ja saepind.
Automaatne pressimisseade hoiab profiili saagimiseks paigal ja saejääk kogutakse ümbertöötlemiseks.
Vananemine
Mõningaid ekstrudeeritud tooteid tuleb optimaalse tugevuse saavutamiseks vanandada, mida nimetatakse vananemiseks kõvenemiseks. Looduslik vanandamine toimub toatemperatuuril, käsitsi vanandamine aga vanandamisahjus. Akadeemiliselt nimetatakse seda sademeks - tõhustatud faasi kuumtöötlus.
Kui profiil ekstruuderist välja pressida, muutub profiil pooltahkeks. Kuid see muutub jahutamisel või kustutamisel kiiresti tahkeks (kas õhk või vesi jahutatakse). Kuumtöötlemata tugevdatud alumiiniumsulamid (nt magneesiumi või mangaaniga) tugevdatakse loodusliku vananemise ja külmtöötlemisega. Kuumtöödeldud tugevdatud alumiiniumisulamid (nagu alumiiniumisulamid vase, tsingi, magneesiumi ja räniga) võivad saavutada parema tugevuse ja kõvaduse kuumtöötlemisel, mis mõjutab alumiiniumisulami struktuuri.
Lisaks on vananemine tugevdatud faasiosakeste ühtlane sadestamine, et saavutada erisulami maksimaalne voolavuspiir, kõvadus ja elastsus.
Pakkimine
Pärast täielikku vananemist kas ahjus või toatemperatuuril viiakse profiilid pinnatöötlus- või süvatöötlemise tsehhi, et pakkida ja valmis klientidele transportimiseks.
Alumiiniumprofiile saab pakkida mitmel viisil
Enamik ekstrusioonitöökodasid on pakitud vastavalt pakendinõuetele. Profiilid tuleks virnastada, et vältida pinnakahjustusi, moonutusi ja muid kahjustusi. Mõnikord on klientidel oma pakendinõuded. Loomulikult on konkreetsetel ekstrudeeritud toodetel ladustamiseks ja transportimiseks spetsiifilised pakkimismeetodid.
Ekstrusiooniseadme osad
Esi- ja tagaplaadid, kinnitusvardad ja mutrid peaksid olema paralleelsed.
Järgmisel pildil on nelja pingutuspostiga ekstruuder. Ekstruuderil võib olla ka ainult kaks või kolm pingutusposti.
Silindri vars lükatakse silindri kolb/silindriga ette ja surutakse anumasse, enne kui see pressitakse matriitsi (kinnitatakse tööriistahoidiku külge).
Järgmised sildid näitavad kõiki protsessi osi
(stantsi, aluse ja toe ristlõiked.)
