اکستروژن آلومینیوم

اکستروژن آلومینیوم یک فرآیند تولیدی است که آلیاژ آلومینیوم را به اجسام با مشخصات مقطعی مشخص تبدیل می‌کند. این فرآیند شامل عبوردادن آلومینیوم گرم‌شده از یک قالب است که منجر به تولید قطعات بادوام، سبک و با شکل دقیق می‌شود. با کیفیت ترین اکستروژن آلومینیوم به دلیل داشتن نسبت مقاومت به وزن عالی، مقاومت در برابر خوردگی و انعطافپذیری، به‌طور گسترده در صنایعی مانند ساختمان‌سازی، خودروسازی، هوافضا و الکترونیک استفاده می‌شوند.

سازگاری اکستروژن آلومینیوم امکان ایجاد پروفیل‌های پیچیده‌ای را فراهم می‌کند که نیازهای مهندسی و معماری خاص را برآورده می‌سازد.

ما در این مقاله درباره اکستروژن آلومینیوم، روش و کاربرد آن صحبت می‌کنیم.

اکستروژن آلومینیوم چیست؟

اکستروژن آلومینیوم (aluminum extrusion) سه معنا دارد؛ یکی «فرآیند» اکستروژن آلومینیوم (تولید محصولات مختلف با استفاده از قالب اکستروژن) و دیگری «قالب‌هایی» از آلومینیوم که می‌توانند توپر، نیمه‌توخالی یا توخالی باشند و برای قالب‌گیری استفاده شوند. در معنای سوم، اکستروژن آلومینیوم به «محصول نهایی» ناشی از فرآیند اکستروژن اطلاق می‌شود.

در این مقاله، اکستروژن آلومینیوم بیشتر بهعنوان فرآیند اکستروژن و محصول نهایی در نظر گرفته شده است و کمتر به قالب‌های آلومینیومی اشاره دارد.

برای آشنایی با آلومینیوم ضد خش به صفحه مورد نظر مراجعه کنید.

فرآیند اکستروژن آلومینیوم

فرآیند اکستروژن آلومینیوم شامل مراحل زیر است:

1. پس از طراحی و ایجاد شکل قالب، یک شمش استوانه‌ای از آلیاژ آلومینیوم در دمای 800 درجه فارنهایت تا 925 درجه فارنهایت گرم می‌شود.

2. سپس شمش آلومینیومی به لودر (loader) منتقل می‌شود، جایی که یک روان‌کننده‌ای برای جلوگیری از چسبیدن آن به قالب اضافه می‌شود.

3. در مرحله بعدی بهترین اکستروژن آلومینیوم، فشار قابل توجهی به شمش آلومینیومی وارد کرده و آن را به زور از داخل قالب عبور می‌دهد.

4. برای جلوگیری از تشکیل اکسیدها، در فرآیند بهترین اکستروژن آلومینیوم، نیتروژن به‌شکل مایع یا گاز وارد شده و در داخل بخش‌های مختلف قالب جریان می‌یابد. نیتروژن یک جو بی‌اثر ایجاد کرده و عمر قالب را افزایش می‌دهد.

5. پس از عبور از قالب، آلومینیوم اکسترود‌شده به‌شکل یک قطعه بسیار دراز با سطح مقطع قالب، روی میز قرار می‌گیرد و بهسمت میز خنک‌کننده کشیده می‌شود. در این مرحله از با کیفیت ترین اکستروژن آلومینیوم، فن‌ها اکستروژن آلومینیومی تازه تولید شده را خنک می‌کنند.

6. پس از اتمام خنک‌سازی، آلومینیوم اکسترودشده به یک برانکارد منتقل می‌شود تا با گذشت زمان صاف و سخت گردد.

7. در این مرحله از بهترین اکستروژن آلومینیوم، اکستروژن‌های سخت‌شده روی میز اره آورده شده و با توجه به طول‌های مورد نیاز برش داده می‌شوند.

8. مرحله آخر با کیفیت ترین اکستروژن آلومینیوم این است که اکستروژن‌ها را در کوره‌ وارد می‌کنند تا در معرض گرما قرار گرفته و در نهایت سخت‌تر شوند.

اقدامات اضافی ممکن است برای سفارشی‌سازی بیشتر قطعات اکسترودشده در طول فرآیند بهترین اکستروژن آلومینیوم انجام شود. بهعنوان مثال، برای ایجاد مقاطع توخالی، پین‌ها یا سنبه‌های سوراخکننده را در داخل قالب قرار می‌دهند.

پس از فرآیند با کیفیت ترین اکستروژن آلومینیوم، گزینه‌های مختلفی برای تنظیم رنگ، بافت و روشنایی پوشش آلومینیومی موجود است. این گزینه‌ها ممکن است شامل آنودایز یا رنگ‌آمیزی آلومینیوم باشند.

موارد استفاده از با کیفیت ترین اکستروژن آلومینیوم

امروزه از با کیفیت ترین اکستروژن آلومینیوم برای اهداف وسیعی از جمله ساخت اجزای ایستگاه فضایی بین‌المللی استفاده می‌شود. این کاربردهای متنوع، به دلیل ویژگی‌های خاص آلومینیوم است. استحکام، شکل‌پذیری، رسانایی، خواص غیرمغناطیسی و توانایی این فلز در بازیافت مکرر بدون از دست‌دادن یکپارچگی، برخی از این ویژگی‌ها هستند.

در اینجا استفاده‌های مختلف از با کیفیت ترین اکستروژن آلومینیوم را بررسی می‌کنیم.

صنایع حملونقل و خودرو

بهترین اکستروژن آلومینیوم کاربردهای زیادی در صنعت حمل و نقل دارد. در این صنایع وزن سبک آلومینیوم بسیار مهم است. فرآیند اکستروژن‌ آلومینیوم برای ساخت محصولاتی مانند پانل‌ها، بلوک‌های موتور، ریل‌های سقف، محفظه‌های گیربکس و شاسی‌خودروها، کامیون‌ها و قایق‌ها استفاده می‌شوند.

علاوهبر این، بهترین اکستروژن آلومینیوم برای ساخت سایر قطعات از جمله بدنه وسایل نقلیه کاربرد دارد. از آنجایی که آلومینیوم نسبت استحکام به وزن بالایی دارد، معمولاً از با کیفیت ترین اکستروژن آلومینیوم به‌جای فولاد برای عناصر ساختاری وسایل نقلیه سبک‌ استفاده می‌شود. این نسبت استحکام به وزن بالا، همچنین به سازندگان خودرو امکان می‌دهد مقاومت در برابر فرورفتگی را بهبود بخشند.

به دلیل وزن سبک آلومینیوم، پانل‌های بدنه را می‌توان ضخیم‌تر از نسخه‌های فولادی قبلی ساخت. بنابراین، مقاومت در برابر فرورفتگی بیشتر می‌شود. وزن سبک‌تر با کیفیت ترین اکستروژن آلومینیوم عملکرد را نیز بهبود میبخشد. خودروهایی که از اکستروژن آلومینیومی ساخته شده‌اند، سریع‌تر شتاب می‌گیرند، سریع‌تر ترمز می‌کنند و با سرعت بیشتری کنترل می‌شوند.

علاوهبر این، با کیفیت ترین اکستروژن آلومینیوم مقاومت زیادی در برابر رطوبت، نیروهای خورنده ناشی از نمک جاده و دما در درازمدت ارائه می‌دهد.

کاربردهای هدایت حرارتی

مواد آلومینیومی در انتقال گرما بسیار کارآمد هستند و بههمین دلیل بهترین اکستروژن آلومینیوم معمولاً در دستگاه‌های گرمایش و سرمایش رایانه، رادیاتورهای خودرو، الکترونیک و سیستم‌های بصری/صوتی، لوله‌های کندانسور، دستگاه‌های تهویه مطبوع، واحدهای ریز دارویی و راکتورهای هسته‌ای استفاده می‌شوند.

پروژه‌ها نیازمند مقاومت در برابر خوردگی

یکی از ویژگی‌های بهینه آلومینیوم، مقاومت در برابر خوردگی بدون نیاز به عملیات سطحی اضافی است. این ویژگی به دلیل وجود یک لایه محافظ طبیعی نازک از اکسید آلومینیوم است که به سطح آن می‌چسبد.

بههمین دلیل نیز استفاده از بهترین اکستروژن آلومینیوم، در پروژه‌های ساحلی و سایر پروژه‌هایی که در معرض رطوبت و مواد خورنده قرار دارند، بسیار کاربری است.

کاربردهای صنعت ساختمان

در صنعت ساخت‌و‌ساز، با کیفیت ترین اکستروژن آلومینیوم برای پروژه‌های مختلفی کاربرد دارد. بهعنوان مثال، در ساخت سوله و تریلر، اغلب از ریل‌ها و پانل‌های راهنمای آلومینیومی اکسترودشده سبکوزن استفاده می‌شود. علاوهبر این، با کیفیت ترین اکستروژن آلومینیوم، به‌عنوان اجزای سازه‌های متراکم‌تر نیز استفاده می‌شود.

کاربرد در معماری

کاربردهای مختلف معماری که از بهترین اکستروژن آلومینیوم استفاده می‌کنند، شامل تولید نرده‌ها، میله‌ها و اجزای فلزی موجود در نمای ساختمان است. همچنین سایبان‌هایی که باید سبکوزن باشند، اما بارها را تحمل کنند، از بهترین اکستروژن آلومینیوم ساخته می‌شوند.

از آنجایی که آلومینیوم زنگ نمی‌زند، با کیفیت ترین اکستروژن آلومینیوم ظاهر بدون پوشش جذابی دارد. آلومینیوم همچنین برای استفاده در داخل ساختمان هم بسیار محبوب است. چاه آسانسور، راه پله‌ها و وسایل روشنایی همگی از با کیفیت ترین اکستروژن آلومینیوم استفاده می‌کنند.

اگرچه با کیفیت ترین اکستروژن آلومینیوم معمولاً برای ساخت اسکلت اصلی ساختمان استفاده نمی‌شود، اما می‌توان از آن برای تقویت سازه در فضای داخلی ساختمان استفاده کرد.

علاوهبر این، بسیاری از بخش‌های ساختمان، مانند لوله‌کشی، از بهترین اکستروژن آلومینیوم استفاده می‌کنند.

کاربردهای غیرمغناطیسی

لوله‌های ساخته‌شده از با کیفیت ترین اکستروژن آلومینیوم به دلیل خواص غیرمغناطیسی برای قراردادن سیم‌ها و کابل‌های کواکسیال استفاده می‌شوند. آلومینیوم اکسترودشده برای کاربردهایی که شامل میدان‌های مغناطیسی، دستگاه‌های مغناطیسی حساس یا ولتاژ بالا هستند هم بسیار مفید هستند.

ساخت غرفه برای رویدادها

بسیاری از نمایشگاه‌ها و رویدادهایی که در فضای سرباز و یا سربسته برقرار می‌شوند، از با کیفیت ترین اکستروژن آلومینیوم استفاده می‌کنند. بخش‌های آلومینیومی اکسترودشده را می‌توان بهگونه‌ای طراحی و تولید کرد که به‌راحتی به هم متصل شوند و روند مونتاژ را سریع و ساده کنند.

نمونه‌های دیگر استفاده از با کیفیت ترین اکستروژن آلومینیوم برای تجهیز نمایشگاه شامل ساخت میزها، چترها و فضایی برای قراردادن نمایشگر است.

ساخت محصولات مصرفی

اگرچه محصولات مصرفی، سهم کمتری از بازار اکستروژن آلومینیوم را به خود اختصاص می‌دهند، اما هنوز یک انتخاب محبوب برای ساخت وسایل مصرفی هستند. صندلی‌های کمپینگ، چوب بیسبال، چوب گلف، دوچرخه، وسایل آشپزی، قطعات مبلمان، قوطی‌های نوشیدنی و بسیاری موارد دیگر معمولاً از آلومینیوم اکسترود‌شده ساخته می‌شوند.

شکل‌های اکستروژن آلومینیوم

اشکال اکستروژن آلومینیوم بسیار متنوع هستند و امکان طراحی‌های گوناگونی را برای رفع نیازهای مختلف فراهم می‌کنند. اشکال رایج بهترین اکستروژن آلومینیوم عبارتند از:

اشکال توپر

● زاویه‌ها: پروفیل‌های L شکل که در کاربردهای سازه‌ای و قاب‌بندی استفاده می‌شوند.

● میله‌ها: پروفیل‌های ساده که اغلب در ساختوساز و تولید استفاده می‌شوند.

● کانال‌ها: پروفیل‌های U شکل که در قاب‌بندی، مسیرها و ریل‌ها استفاده می‌شوند.

● تیرها: پروفیل‌های تیر I یا H-beam که در کاربردهای سازه‌ای برای استحکام و پشتیبانی استفاده می‌شوند.

اشکال توخالی

● لوله‌ها: پروفیل‌های توخالی استوانه‌ای یا مستطیلی که در لوله‌کشی، تکیه‌گاه‌های سازه‌ای و چهارچوب استفاده می‌شوند.

● اشکال جعبه‌ای: پروفیل‌های توخالی مربع یا مستطیلی که در ساخت‌و‌ساز، مبلمان و قاببندی استفاده می‌شوند.

● شکل‌های توخالی سفارشی: پروفایل‌های منحصربه‌فردی که برای برآوردهکردن نیازهای خاص طراحی شده‌اند.

اشکال نیمه‌ توخالی

● C-Channels: پروفیل‌هایی با یک سمت باز، که اغلب در ساخت‌و‌ساز و برای اهداف پشتیبانی و محفظه استفاده می‌شوند.

● شکل Z: پروفیل‌هایی بهشکل حرف Z که به دلیل ویژگی‌های خمشی و پیچشی منحصر‌به‌فرد خود، در کاربردهای ساختاری مختلف استفاده می‌شوند.

● شکل‌های نیمه‌توخالی سفارشی: پروفیل‌های طراحیشده برای رفع نیازهای طراحی و عملکردی خاص در صنایع مختلف.

مزایای استفاده از بهترین اکستروژن آلومینیوم

بهترین اکستروژن آلومینیوم دارای مزایای کلیدی زیر است.

سبک و قوی

اکستروژن‌های آلومینیومی نسبت مقاومت به وزن بسیار خوبی را ارائه می‌دهند. این ویژگی آن‌ها را برای کاربردهایی که کاهش وزن ضروری است، مانند صنایع خودروسازی و هوافضا، ایده‌آل می‌سازد.

مقاومت در برابر خوردگی

آلومینیوم به‌طور طبیعی یک لایه اکسید محافظ روی خود دارد که از آن در برابر اکسیداسیون محافظت می‌کند. بههمین دلیل نیز بهترین اکستروژن آلومینیوم برای پروژه‌هایی که در مناطق مرطوب هستند، کاربرد دارند.

انعطاف‌پذیری طراحی

فرآیند اکستروژن امکان ایجاد پروفیل‌های پیچیده و دقیق را فراهم کرده و طراحان را قادر می‌سازد تا اشکال سفارشی متناسب با نیازهای خاص خود را بسازند.

مقرون‌به‌صرفه

تولید بهترین اکستروژن آلومینیوم مقرون‌به‌صرفه است، بهخصوص برای پروژه‌های بزرگ. قابلیت بازیافت مواد نیز به صرفه‌جویی در هزینه و پایداری محیطی کمک می‌کند.

تطبیق‌پذیری

اکستروژن‌های آلومینیومی را می‌توان در طیف وسیعی از کاربردها، از اجزای ساختاری و قاب‌ها گرفته تا تریم‌های تزئینی و هیت سینک‌ها مورد استفاده قرار داد. این مزیت آن‌ها را به یک راه‌حل همهکاره برای صنایع مختلف تبدیل می‌کند.

هدایت حرارتی و الکتریکی

هدایت حرارتی و الکتریکی عالی، آلومینیوم آن را برای کاربردهایی مانند مبدل‌های حرارتی، محفظه‌های الکترونیکی و وسایل روشنایی مناسب می‌کند.

سهولت در ساخت

ماشین‌کاری، برش، جوش و مونتاژ بهترین اکستروژن آلومینیوم آسان است. این سادگی، فرآیند تولید را ساده کرده و امکان تولید و سفارشی‌سازی کارآمد را فراهم می‌کند.

زیبایی

آلومینیوم را می‌توان بهراحتی با آنودایز، رنگ‌آمیزی یا پوشش پودری تکمیل کرد و ظاهر آن را بهبود بخشید. با این حال، آلومینیوم‌های بدون پرداخت هم بسیار زیبا و براق هستند.

معایب اکستروژن آلومینیوم

حتی بهترین اکستروژن آلومینیوم نیز دارای معایبی است. با این حال، این معایب براساس پروژه مشخص می‌شوند. بهعبارت دیگر، برخی از معایبی که در اینجا ذکر می‌کنیم، تنها برای برخی از پروژه‌ها عیب محسوب می‌شوند.

محدودیت‌های قدرت

اگرچه اکستروژن‌های آلومینیومی نسبت مقاومت به وزن خوبی دارند، اما بهاندازه فولاد قوی نیستند. برای کاربردهایی که به استحکام بسیار بالایی نیاز دارند، آلومینیوم ممکن است بهترین انتخاب نباشد.

انبساط حرارتی

آلومینیوم ضریب انبساط حرارتی بالاتری نسبت به فلزات دیگر مانند فولاد دارد. این بدان معنی است که می‌تواند به‌طور قابل توجهی با تغییرات دما منبسط و منقبض شود، که ممکن است بر پایداری ابعادی در برخی پروژه‌ها تأثیر بگذارد.

هزینه

اگرچه خود آلومینیوم نسبتاً ارزان است، هزینه قالب‌های اکستروژن می‌تواند بالا باشد، بهخصوص برای اشکال سفارشی.

خراش سطحی

آلومینیوم نرم‌تر از فولاد است و بیشتر در معرض خراش و فرورفتگی سطحی قرار دارد. این عیب می‌تواند در پروژه‌هایی که زیبایی سطح و دوام آن بسیار مهم است، مشکل‌ساز باشد.

مشکلات مربوط به رسانایی

اگرچه آلومینیوم رسانایی الکتریکی خوبی دارد، اما بهاندازه مس رسانا نیست. برای کاربردهای برقی با توان بالا، این ویژگی می‌تواند یک نقطه ضعف باشد.

چالش‌های جوشکاری

آلومینیوم را می‌توان جوش داد، اما به دلیل رسانایی حرارتی و واکنش‌پذیری بالا، به تکنیک‌ها و تجهیزات خاصی نیاز دارد. جوشکاری اکستروژن آلومینیوم در مقایسه با سایر فلزات می‌تواند چالش برانگیزتر و پرهزینه‌تر باشد.

محدودیت‌های آندایزینگ

آنودایزکردن اکستروژن‌های آلومینیومی برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی و زیبایی ظاهر، گاهی اوقات می‌تواند منجر به تغییر رنگ شود.

شکنندگی در دماهای پایین

آلومینیوم در دماهای بسیار پایین می‌تواند شکننده شده و شکل‌پذیری خود را از دست بدهد، که ممکن است استفاده از آن را در محیط‌های بسیار سرد محدود کند.

ناهموار بودن بافت محصول

ناهمواری سطح، مرکز، سر و دم محصولات اکسترودشده به دلیل جریان ناهموار فلز در حین اکستروژن یک عیب محسوب می‌شود.

راندمان تولید پایین

به جز روش اکستروژن پیوسته، روش اکستروژن معمولی راندمان تولید بالایی ندارد.

سخن آخر

اکستروژن آلومینیوم به فرآیند عبور آلومینیوم داغ از داخل قالب‌های مخصوص گفته می‌شود که سبب می‌شود محصولات نهایی شکل قالب را به خود بگیرند. از طرف دیگر اکستروژن آلومینیوم به محصولات نهایی این فرآیند نیز اطلاق می‌شود که در مصارف مختلفی مانند خودروسازی، ساختوساز و... استفاده می‌شوند. آلومینیوم دارای ویژگی‌های مثبت و منفی است که بر اکستروژن‌ آن تاثیر می‌گذارد. به همین دلیل هم این اکستروژن‌ها برای برخی از پروژه‌ها مفید و برای برخی ناکافی هستند.

آلومینیوم البرز شما را در خرید بهترین اکستروژن آلومینیوم همراهی می کند.