Процесс изготовления алюминиевых профилей методом экструзии: технология, этапы и преимущества

Алюминиевые профили играют важную роль в строительстве, машиностроении, мебельной промышленности и многих других отраслях. Одним из наиболее эффективных способов производства алюминиевых профилей является экструзия. В данной статье мы подробно разберем, что такое экструзия алюминия, как проходит процесс изготовления профилей, а также рассмотрим его ключевые преимущества и особенности.

Экструзия — это метод, при котором металл подается в отверстия фильеры различной формы для изготовления изделий различной формы. Алюминиевая ассоциация признает экструзию популярным процессом, поскольку изделия из алюминия, полученные методом экструзии, могут иметь творческую форму.

После экструзии алюминия начинается производство. Для создания алюминиевых деталей экструзионное производство включает в себя прецизионную резку, обработку с числовым программным управлением (ЧПУ), торцевание, штамповку, вырубку, сверление и высокоскоростную резку.

Процесс изготовления алюминиевых профилей методом экструзии: технология, этапы и преимущества

Что такое экструзия алюминия

Экструзия алюминия – это технологический процесс, при котором алюминиевый сплав подвергается давлению, проталкивается через специальное пресс-устройство (матрицу) и принимает требуемую форму профиля.

Данный метод позволяет изготавливать алюминиевые изделия различного сечения и сложности. Главными достоинствами экструзии являются точность размеров, высокая производительность и возможность создания сложных конструкций.

В современном мире все в большем количестве различных производственных отраслей, а также в строительстве и машиностроении используется алюминиевый профиль. Такая высокая популярность этого материала обусловлена его высокой степенью универсальности.

Здесь мы поговорим про производство алюминиевого профиля, оборудование для него, технологию изготовления. Считаем эту очень актуальной, т.к. алюминиевый профиль очень активно используется в реализации различных архитектурных решений, при обработке фасадов зданий, при производстве транспортных средств, эксклюзивных декораций, ПВХ-конструкций, торгового и рекламного оборудования, а также очень широко применяется в сфере изготовления мебели.

Все оборудование, используемое для производства алюминиевого профиля, разделяется на оборудование литейного цикла и оборудование прессового цикла.

Для литейного цикла необходимы: специальная газовая печь (стоимость 13000€), разливочный стол (цена 9000€) и поворотный отражательный миксер (11500€).

Для прессового цикла необходимы: печь для нагревания заготовок (цена 5500 €), печь для отжига (4000€), пресс (14500€), пила для разрезания горячим методом (3600€), линия для подачи материала в пресс (4000€) и линия послепрессовой выделки (6000€).

Также для изготовления алюминиевого профиля необходимо измерительное оборудование и инструменты для полноценного контроля каждого этапа производства.

Для широкого круга потребителей алюминиевый профиль изготавливается двумя основными способами. К стандартному исполнению алюминиевых профилей относятся: уголки, швеллера, полосы, различные трубы. По чертежу изготавливается профиль из алюминия необходимой конфигурации, которая необходима заказчику, но при этом обязательно будет соответствовать технологическим возможностям производственного оборудования. Такая работа под силу только квалифицированным специалистам высокого уровня.

Сырье для изготовления алюминиевых профилей

Процесс экструзии начинается с подбора сырья. Основным материалом являются алюминиевые сплавы, которые классифицируются по международным стандартам (например, 6ххх и 7ххх серии).

Популярные сплавы для экструзии:

  • 6063 – оптимальный сплав для архитектурных и декоративных профилей.
  • 6061 – используется для конструкционных профилей с высокой прочностью.
  • 6082 – идеален для промышленного применения благодаря устойчивости к коррозии.

Сплавы подбираются исходя из требований прочности, пластичности и антикоррозийных свойств.

Процесс изготовления алюминиевых профилей методом экструзии: технология, этапы и преимущества

Этапы изготовления алюминиевых профилей методом экструзии

После утверждения окончательного дизайна профиля и подготовки матрицы заготовка и экструзионные инструменты нагреваются для подготовки к процессу экструзии алюминия. Заготовку перемещают в люльку и сминают о матрицу до полного контакта со стенками контейнера.

Процесс экструзии алюминиевых профилей состоит из нескольких последовательных этапов:

Подготовка алюминиевых заготовок (слитков)

  • На первом этапе изготавливаются цилиндрические алюминиевые слитки (биллеты).
  • Слитки очищаются, проверяются на наличие дефектов и нарезаются на заготовки необходимого размера.

Нагрев заготовки

Алюминиевая заготовка нагревается до температуры 400–500°C. При такой температуре алюминий становится достаточно пластичным, что позволяет ему принимать требуемую форму при давлении.

Важно: Контроль температуры играет ключевую роль для обеспечения качества профиля.

Прессование через матрицу

  • Нагретая заготовка помещается в пресс-экструдер.
  • Огромное давление (до 10 000 тонн) проталкивает алюминий через специальную матрицу – стальной инструмент с отверстиями нужной формы.
  • На выходе из матрицы получается профиль заданного сечения.

Матрица – это основной элемент процесса экструзии. От ее качества зависит точность и сложность получаемого профиля.

Охлаждение профиля

После выхода из матрицы горячий профиль необходимо быстро охладить для сохранения формы и структуры металла. Охлаждение осуществляется с помощью:

  • Воздуха (мягкое охлаждение).
  • Воды (быстрое охлаждение для закалки).

Выбор метода охлаждения зависит от типа алюминиевого сплава и требований к прочности профиля.

В зависимости от сплава, полностью сформированный профиль охлаждается высокоскоростной, многосторонней системой закалки воздухом и водой, которая выпускает более 600 галлонов воды в минуту под давлением более 130 фунтов на квадратный дюйм. Быстрое охлаждение сохраняет характеристики экструзионного профиля, механические свойства и допуски, а также обеспечивает равномерное и без искажений охлаждение любой экструзионной формы.

Растяжение, резка и старение при экструзии алюминия

После охлаждения профиль может подвергаться небольшой деформации. Чтобы устранить напряжения и отклонения от геометрии, выполняется растяжка и правка.

Процесс растяжки:

  • Профиль растягивают вдоль оси на специальных станках.
  • Это позволяет устранить деформации и добиться прямолинейности.

После закалки (охлаждения) профиля используется «растяжка» для выпрямления экструзии и устранения возможного скручивания. Кроме того, натяжное устройство используется для нанесения холодного покрытия на экструзию. Затем профиль транспортируется конвейерами к пиле, где он разрезается на отрезки заданной длины.

Для производства коротких отрезков, резки под углом и с малыми допусками используется вторичный процесс резки. В зависимости от используемого алюминиевого сплава для достижения оптимальной прочности, твердости и гибкости может потребоваться старение или закалка.

Резка профилей

Длинные профили нарезаются на заготовки требуемой длины (обычно от 4 до 7 метров). На этом этапе также осуществляется контроль качества готовых изделий.

Финишная обработка поверхности алюминия

На последнем этапе выполняется обработка поверхности и нанесение защитных покрытий:

  • Анодирование – для повышения коррозионной стойкости и декоративного эффекта.
  • Порошковая окраска – обеспечивает прочное и эстетичное покрытие.
  • Механическая обработка – шлифовка, фрезерование и резка профиля под конкретные размеры.

Как только необработанный алюминий подвергается воздействию атмосферы, на нем начинает образовываться защитное оксидное покрытие. Для определенных применений алюминиевые профили нуждаются только в этом тонком, прозрачном оксидном покрытии для защиты. Артель сотрудничает со многими компаниями, которые специализируются на различных видах отделки экструзии, если требуется дополнительная защита поверхности или улучшенная отделка.

Изготовление деталей, обработка на станках с ЧПУ и упаковка

После достаточной выдержки алюминиевые профили могут быть переданы в другие подразделения нашего предприятия для дополнительного изготовления и обработки, или же они могут быть упакованы и подготовлены для экспорта. Упаковка профилей защищает их от повреждений поверхности, скручивания и других опасностей, связанных с транспортировкой, обработкой и хранением.

Клиенты могут определить свои собственные спецификации упаковки, или тип экструдированного продукта может предложить конкретное упаковочное решение для удобства хранения или транспортировки.

Работа с механической силой требует сотрудничества. После изучения первоначального проекта алюминиевого профиля мы сотрудничаем с вашими специалистами по разработке продукции, чтобы создать алюминиевый профиль, соответствующий техническим характеристикам конечного продукта.

После утверждения дизайна алюминиевого профиля создается алюминиевая экструзионная матрица. Разработанные на заказ штампы для экструзии алюминия могут быть изготовлены за долю времени, необходимого для других процессов производства металла, таких как литье.

Процесс изготовления алюминиевых профилей методом экструзии: технология, этапы и преимущества

Преимущества изготовления алюминиевых профилей методом экструзии

Гибкость форм

Экструзия позволяет создавать сложные профили различного сечения, включая полые и комбинированные конструкции.

Высокая точность и качество

Современные технологии обеспечивают минимальные допуски и высокое качество поверхности.

Экономичность

Процесс экструзии является высокопроизводительным и требует минимального количества отходов.

Устойчивость к коррозии

Алюминиевые профили обладают высокой устойчивостью к воздействию окружающей среды, особенно после анодирования.

Легкость и прочность

Алюминий сочетает малый вес с хорошими механическими свойствами, что делает его незаменимым для многих отраслей.

Экструзия — метод производства экономичных полуфабрикатов для металлических конструкций, который сокращает длительность технологичного цикла.

Преимущества метода — быстрое изготовление продукции, соблюдение точных размеров, заданных форм. При экструзии профиль становится прочнее, улучшается его пластичность, устойчивость к коррозии, химическим веществам, механическим повреждениям.

Экструзионные изделия характеризуются небольшим весом, долговечностью (до 50 лет), экологичностью, что дает возможность применять их в строительстве (изготовление рольставней, сэндвич-панелей, ограждений, настилов), производстве мебели, тяжелом машиностроении и других отраслях промышленности.

Прессованный алюминий можно анодировать, эмалировать, покрывать порошковой краской любого цвета, декорировать текстурными рисунками.

Где применяются алюминиевые профили

Изготовленные методом экструзии алюминиевые профили находят широкое применение:

  • Строительство: оконные и дверные рамы, фасадные системы.
  • Машиностроение: детали автомобилей, железнодорожные вагоны.
  • Мебельная промышленность: каркасы для мебели и офисных перегородок.
  • Электротехника: кабельные каналы, радиаторы для охлаждения.
  • Реклама: конструкции для стендов и вывесок.

Заключение

Процесс изготовления алюминиевых профилей методом экструзии представляет собой высокотехнологичный и эффективный способ производства изделий различного сечения. Благодаря своей универсальности, точности и экономичности, экструзия широко применяется в самых разных отраслях. Алюминиевые профили, полученные таким методом, обладают отличными эксплуатационными характеристиками, устойчивостью к коррозии и легкостью, что делает их незаменимыми в современном мире.

Если вы ищете прочные и качественные алюминиевые профили для своего проекта, изделия, изготовленные методом экструзии, станут оптимальным решением.