انواع متفاوتی از قالب آلومینیوم با توجه به نیاز بازار برای ایجاد تنوع و کیفیت بهتر پروفیل‌های صنعتی آلومینیوم تولید می‌شود. قالب سازی آلومینیوم، صنعتی است که هدف آن تولید محصولات آلومینیومی صنعتی است.

چند نمونه از قالب های اکستروژن آلومینیوم

فلز آلومینیوم جزو فلزات سبک به‌حساب می‌آید که کاربردهای گسترده‌ای در صنعت دارد. آلومینیوم می‌تواند در ترکیب با سایر عناصر و فلزات، ترکیباتی با مقاومت بالا در برابر شرایط نامساعد را تولید کند؛ ازاین‌رو فرآورده‌های آلومینیومی و قالب آلومینیوم یا قالب اکستروژن طرفداران بی‌شماری در صنعت دارند. قالب اکسترود آلومینیوم با متراکم سازی آلومینیوم، پروفیل موردنیاز صنعتی را ایجاد می‌کند.

طراحی و ساخت قالب اکستروژن

انواع قالب سازی آلومینیوم شامل دو مرحله طراحی و ساخت است.

قسمت‌های مختلف قالب آلومینیوم

بخش طراحی قالب اکستروژن آلومینیوم، حیاتی‌ترین مرحله تولید قالب آلومینیوم است که معمولاً در فرمت اتوکد، طرح سطح مقطع قطعه طراحی می‌شود. بعد از طراحی سه‌بعدی، مرحله ساخت قالب آغاز می‌شود.

مرحله ساخت خود شامل مرحله ماشین‌ کاری و مونتاژ می‌شود.

به‌صورت کلی مرحله ماشین‌ کاری خود شامل مراحلی از جمله مراحل زیر است:

  • برش قالب فولادی بر اساس طرح اولیه
  • تراشکاری اولیه
  • فرز CNC
  • وایرکات CNC
  • اسپارک CNC
  • سخت‌ کاری فولاد
  • سنگ‌کاری سطح قالب و فیلرکاری در مرحله ماشین‌ کاری

پس‌ازآن قالب وارد مرحله مونتاژ می‌شود تا برای تولید و استفاده نهایی آماده شود.

در ساخت قالب آلومینیومی، مقاومت حرارتی قالب و مقاومت آن در برابر سایش و ضربه از موارد مهمی است که در انتخاب جنس قالب تاثیر می­گذارد. از­­همین­رو عموماً از فولاد برای ساخت قالب اکسترود آلومینیوم استفاده می­شود.

فولاد قالب سازی

سه دسته فولاد در صنعت وجود دارد که یک دسته از آن‌ها در حیطه قالب سازی آلومینیوم می‌تواند مورد بحث قرار بگیرد.

فولاد گرمکار

این دسته از فولادها برای دمای بیش از ۳۲۰ درجه سانتی گراد کاربرد دارند. این نوع از فولاد، کربن کمتر و در نتیجه سختی بیشتری دارد؛ همچنین می‌تواند دارای عناصری همچون مولیبدن، تنگستن و کبالت باشد تا از نرم شدن در دماهای بالا جلوگیری شود.

به‌منظور افزایش مقاومت حرارتی فولاد می‌توان به آن عنصر وانادیوم افزود اما به خاطر داشته‌باشید که این عنصر به‌صورت کلی برای افزایش مقاومت در برابر سایش به این دسته از فولادها اضافه می‌شوند.

فولاد سردکار

این دسته از فولادها در دمای ۳۲۰ درجه سانتی گراد کمی نرم می‌شوند و استحکام و سختی آن‌ها کاهش می‌یابد.

دلیل استفاده از فولاد گرمکار در ساخت قالب آلومینیوم چیست؟

  • مقاومت بیشتر در مقابل بازگشت
  • برخورداری از استحکام کششی گرم بسیار بالا
  • برخورداری از مقاومت در مقابل ضربه در دمای بالا
  • برخورداری از مقاومت به سایش بسیار بالا
  • برخورداری از مقاومت در مقابل شوک‌های وارده حرارتی بسیار بالا

انواع قالب آلومینیوم

به‌صورت کلی بر اساس شیوه تولید محصول، قالب‌های صنعتی را به دو دسته تقسیم می‌کنند که نوع قالب تعیین‌کننده ویژگی قطعه نهایی تولیدشده است. قالب آلومینیوم را به دو دسته قالب‌های ریخته‌گری (اعم از دایکست و ثقلی) و قالب پرس (اکستروژن) تقسیم می‌کنند.

قالب اکستروژن

یکی از انواع قالب ها برای تولید قطعات آلومینیومی، قالب اکستروژن است. قالب اکستروژن در حقیقت، صفحات ضخیم دایره‌ای شکل و از جنس فولاد گرمکار هستند که دارای چند دهانه برای ایجاد شکل نهایی محصول است. قالب های اکستروژن مقاومت دمایی بالایی دارند و می‌توانند فشار زیادی را برای تولید محصول تحمل کنند.

قالب اکستروژن برای ساخت پروفیل آلومینیوم

در روش اکستروژن می‌توان قطعاتی با طول زیاد و یا چند تکه‌ای تولید کرد. کاربرد گسترده آن در صنعت آلومینیوم و قالب سازی آلومینیوم است و انواع پروفیل آلومینیوم به این شیوه تولید می‌شود؛ زیرا با این روش به‌راحتی می‌توان آلومینیوم را شکل‌دهی کرد. اکسترود آلومینیوم به شکل سرد، گرم و مستقیم انجام می‌شود.

قالب اکستروژن خود به دو دسته تقسیم می‌شود:

  • دسته اول: قالب مخصوص مقاطع توپر
  • دسته دوم: قالب مخصوص مقاطع توخالی

اکستروژن به چه روشی گفته می‌شود؟

فرآیند اکستروژن یکی از فرآیندهایی است که به‌صورت پیوسته یا نیمه‌پیوسته بر روی بیلت‌های آلومینیوم انجام می‌شود تا پروفیل آلومینیوم را به شکلی با سطح مقطع موردنظر درآورند. برای انجام فرآیند اکسترود، بیلت‌های آلومینیوم را از داخل قالب اکسترود آلومینیوم با فشار بالا عبور می‌دهند. به‌صورت کلی اکستروژن انواع گوناگونی دارد که برای آشنایی بیشتر می‌توانید مقاله اکستروژن آلومینیوم را مطالعه کنید.

خلاصه فرآیند اکستروژن آلومینیوم

 

عوامل مؤثر در عملیات اکستروژن پروفیل آلومینیوم

دما، سرعت و فشار در عملیات اکستروژن پروفیل‌های آلومینیومی بسیار مهم است. پیچیدگی و ارتباط این مؤلفه‌ها با یکدیگر سبب می‌شود که تلورانس اکستروژن آلومینیوم بسیار بالا باشد. به همین دلیل در طول فرآیند اکسترود مستقیم باید چندین مرتبه  کلیت فرآیند مورد بررسی قرار بگیرد تا پروفیل مطلوبی حاصل شود.

به صورت کلی در فرآیند اکسترود پروفیل آلومینیوم، قالب اکستروژن، پرس، بیلت و عملیات تکمیلی از اهمیت بالایی برخوردار هستند. قالب اکستروژن آلومینیوم در کیفیت و قیمت نهایی پروفیل آلومینیوم تأثیرگذار است. قالب اکسترود آلومینیوم با طراحی دقیق و مناسب، استحکام و طول عمر بالا تأثیر چشم‌گیری در فرآیند ساخت پروفیل دارد.

دو مزیت اصلی استفاده از قالب آلومینیوم در فرآیند اکستروژن این است که این روش نسبت به سایر روش‌ها قادر به تولید قطعات و سطح مقطع پیچیده‌تری است و نیز می‌تواند مواد ترد و شکننده را شکل دهد.

عوامل مؤثر بر قالب اکستروژن

چهار عامل زیر نقش کلیدی در طول عمر قالب اکسترود آلومینیوم و قیمت آن دارد:

  • جنس فولاد
  • سبک و نوع طراحی قالب اکسترود آلومینیوم
  • نوع عملیات آبکاری
  • نیتراسیون قالب اکستروژن و نگهداری از آن

مواد اولیه مصرفی در ساخت قالب اکسترود، فولاد گرمکار است که در ایران از فولاد بهلر آلمان، فولاد آلیاژ ORVAR2M شرکت UDEHOULM و یا فولاد ۲۳۴۴ متفرقه (محصول اسلونی، چک، اکراین، ژاپن، فولاد آلیاژی اصفهان و شرکت اسفراین) استفاده می‌شود.

در عملیات آبکاری قالب آلومینیوم با در نظر گرفتن سختی ۴۸ راکول، آزمایش سختی سنجی انجام می‌شود. زیرا هرچقدر سختی بیشتر باشد، فولاد شکننده‌تر خواهد بود و درعین‌حال سختی کمتر باعث شکل گرفتن فولاد گرمکار می‌شود.

نگهداری از قالب اکسترود آلومینیوم از مهم‌ترین عوامل است که خود شامل چند مرحله اعم از نیتراسیون می‌شود.

موضوعات مهم در طراحی قالب اکسترود آلومینیوم

طراحی و اجرای دقیق قالب اکستروژن آلومینیوم از مهم‌ترین اصول در زمان ساخت قالب است.

در زمان ساخت قالب اکسترود آلومینیوم به موارد زیر باید توجه کرد:

  • طراحی هندسی مناسب و متناسب با شرایط تولید پروفیل آلومینیوم
  • در نظر گرفتن شرایط تولید پروفیل آلومینیوم (توان و فشار پرس اکستروژن تا قالب بیشترین طول عمر را داشته باشد.)
  • کاهش هزینه ساخت قالب اکسترود در مقابل سرعت بالای اکستروژن
  • روش‌های نگهداری اصولی قالب اکستروژن آلومینیوم

سخن آخر

پروفیل‌های آلومینیومی کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف دارند و می‌توان آن‌ها را برای مقاصد خاص تولید کرد. از همین رو تولید این پروفیل‌ها در سایزها و شکل‌های مختلف بسته به نیاز و سفارش مشتریان بسیار حائز اهمیت است. استفاده از قالب آلومینیوم کمک می‌کند تا این نیاز برطرف شود. با طراحی سطح مقطع موردنیاز در قالب اکسترود آلومینیوم، پروفیل‌های آلومینیومی را می‌توان در اشکال و ابعاد مختلف تولید کرد. طراحی و ساخت قالب اکستروژن از موضوعات مهم در تهیه پروفیل‌های مرغوب است.

پاسخ بدهید