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Der Aluminiumstrangpressprozess beginnt damit, dass diese runden Brammen auf etwa 400 bis fast 500 Grad Celsius erhitzt werden. Dadurch wird das Metall weich genug, um damit arbeiten zu können. Danach folgt der anspruchsvolle Teil – hydraulische Pressstangen drücken die heiße Bramme unter einem Druck, der über 15.000 Pfund pro Quadratzoll liegen kann, durch speziell gefertigte Stahldüsen. Das Ergebnis sind diese langen Profile, die im Grunde die Form kopieren, die die Düse innen hat. Sobald das Metall die Düse verlässt, sorgen Kühlsystem dafür, dass sich alles wieder verfestigt und dabei dimensional genau bleibt. Der gesamte Prozess wandelt Rohaluminium in die verschiedensten komplexen geraden Bauteile um, mit sehr wenig Abfall. Stellen Sie sich das ganze so vor wie das Auspressen von Zahnpasta aus einer Tube, allerdings viel größer und mit echten Industriemaschinen statt Fingern.
Aluminiumlegierung 2020 weist diesen speziellen Kupfergehalt auf, der sie ziemlich zäh macht und das Arbeiten während Extrusionsprozessen erschwert. Um die hohe Widerstandskraft beim Formen zu überwinden, müssen Hersteller den Druckkolben genau anpassen. Auch die Temperatur spielt eine große Rolle. Ein Bereich von etwa 750 bis 850 Grad Fahrenheit (das entspricht etwa 399 bis 454 Grad Celsius) hilft dabei, einen gleichmäßigen Materialfluss durch die Werkzeuge zu gewährleisten und gleichzeitig unerwünschte Überhitzungsschäden zu vermeiden. Bei regelmäßig dimensionierten T-Nuten-Profilen mit ungefähr 20 mal 20 Millimetern können die Wände tatsächlich nur einen Millimeter dünn sein. Und das Beste: Diese praktischen T-Nuten entstehen direkt in einem Arbeitsgang, ohne mehrere Durchläufe zu benötigen. Am Ende erhält man Profile mit einer Streckgrenze von rund 215 Megapascal. Eine solche Festigkeit eignet sich hervorragend für strukturelle Konstruktionen und lässt zudem ausreichend Spielraum für weitere Verarbeitungsschritte, wie das Zuschneiden der Teile oder das Aufbringen von Schutzbeschichtungen.
Die Art und Weise, wie wir Werkzeuge designen, spielt eine große Rolle bei der Formgebung von extrudiertem Aluminium 2020. Mehrkammerwerkzeuge ermöglichen es Herstellern, komplexe Merkmale wie T-Nuten bereits in einem einzigen Extrusionsgang zu erzeugen. Nach der Formgebung durchlaufen diese Profile entweder eine T5- oder T6-Wärmebehandlung. Der Prozess umfasst zunächst das Abschrecken und anschließendes Alterung bei etwa 175 Grad Celsius (350 Grad Fahrenheit) über ungefähr acht Stunden hinweg. Diese Behandlung steigert die Zugfestigkeit um etwa 25 bis 30 Prozent und beseitigt gleichzeitig störende innere Spannungen. Insgesamt bedeutet dies, dass wir äußerst detaillierte tragende Bauteile herstellen können, die schlichtweg nicht funktionieren würden, wenn jemand versuchen würde, sie stattdessen zu fräsen. Denken Sie an strukturelle Komponenten für Gebäude oder Industrieanlagen, bei denen Präzision entscheidend ist.
Viele Menschen sind verwirrt darüber, was Aluminium 2020 genau bedeutet. Die meisten denken, es handelt sich um eine besondere Legierung, doch tatsächlich bezieht es sich meist auf diese Standard-T-Nutenprofile, die im Bauwesen und in der Fertigungsindustrie verwendet werden. Die eigentlichen Materialien hinter diesen Profilen sind typischerweise entweder 6061-T6 oder 6063-T5 Legierungen. Diese Silizium-Magnesium-Mischungen eignen sich hervorragend für Extrusionsprozesse und bieten zudem eine solide mechanische Leistung. Bezüglich der Zahlen erreichen diese Materialien etwa 215 MPa Streckgrenze, was die übliche Bau-Aluminiumlegierung um rund 25 % übertrifft. Was sie besonders macht? Ihre mechanischen Eigenschaften machen den Unterschied bei Stabilität und Langlebigkeit in verschiedenen industriellen Anwendungen aus.
Dieses Verhältnis von Stärke und geringer Dichte macht das Material ideal für Anwendungen, bei denen strukturelle Integrität und Gewichtsreduktion entscheidend sind.
Die stranggepresste Aluminiumlegierung 2020 ist bekannt für ihre zuverlässige strukturelle Leistungsfähigkeit, da Aluminium von Natur aus ermüdungsbeständig ist und auch bei Temperaturwechseln stabil bleibt. Bauteile aus diesem Material behalten ihre Form und Größe recht gut bei Temperatureinwirkung, ob unter extrem kalten Bedingungen von etwa minus 80 Grad Celsius oder in heißen Umgebungen bis zu 150 Grad Celsius. Interessant ist, wie viel besser Aluminium sich im Vergleich zu Kunststoffmaterialien bezüglich der Ausdehnung verhält – die Ausdehnungsrate beträgt tatsächlich etwa die Hälfte. Praxistests zeigen, dass diese Komponenten nach zehn Jahren Einsatz in anspruchsvollen Automobilanwendungen immer noch etwa 95 Prozent ihrer ursprünglichen Festigkeitseigenschaften beibehalten. Zudem trägt die hohe Wärmeleitfähigkeit von Aluminium dazu bei, Wärmestau in bewegten Bauteilen und Systemen zu regulieren, wo Temperaturkontrolle für die Langzeitfunktion entscheidend ist.
Extrudiertes Aluminium 2020 bietet für viele Anwendungen eine gute Festigkeit, doch Hersteller greifen häufig auf die 6061-Legierung zurück, die Kupfer enthält. Das Problem? Dadurch ist sie weniger korrosionsbeständig im Vergleich zu magnesiumbasierten Varianten wie 5052 oder 5083. Aufgrund dieser Schwäche tragen die meisten Hersteller Schutzbeschichtungen auf, wenn sie in Umgebungen mit Feuchtigkeit oder Chemikalien arbeiten. Eine Anodisierung oder Pulverbeschichtung wird notwendig, obwohl diese zusätzlichen Schritte die Herstellungskosten um rund 15 bis 20 Prozent erhöhen. Dennoch lohnenswert, da nach Angaben von Industrietest gemäß ASTM-Standards Bauteile, die auf diese Weise behandelt wurden, in rauen Umgebungen doppelt so lange halten.
Das stranggepresste Aluminium 2020 ist in drei Hauptausführungen erhältlich, die eine gute Festigkeit bieten und gleichzeitig vielseitig genug für verschiedene Anwendungen sind. Massive Stäbe sind in Durchmessern von 10 mm bis 150 mm erhältlich und werden üblicherweise in Maschinenrahmen oder strukturellen Unterstützungssystemen verschiedenster Industrien eingesetzt. Dann gibt es noch die Strukturprofile wie Kanäle, I-Träger und die beliebten 20x20-mm-T-Nuten-Profile, die heutzutage von vielen verwendet werden. Diese Profile fungieren gewissermaßen als Bausteine für den Aufbau automatisierter Systeme und Arbeitsstationen auf Fabriketagen. Für Fluidsysteme bieten Präzisionsrohre aus dieser Legierung deutliche Gewichtsvorteile im Vergleich zu Stahlausführungen. Wir sprechen hier von etwa 30 bis 40 Prozent leichteren Komponenten, was bei großflächigen Installationen einen erheblichen Unterschied macht. Den Standardformen kommt ein hoher Stellenwert zu, da sie eine schnelle Montage ohne spezielle Werkzeuge sowohl bei Bauprojekten als auch in der regulären Fertigung ermöglichen.
Individuelle Werkzeugtechnik ermöglicht es Herstellern, spezialisierte Profile zu erstellen, die spezifischen funktionellen Anforderungen in verschiedenen Branchen gerecht werden. Nehmen Sie beispielsweise medizinische Geräte, bei denen Einzelteile aus Extrusion zunehmend komplexe Mehrkomponentenbaugruppen ersetzen. Diese Veränderung führt zu glatten Oberflächen, die zwischen den Eingriffen leichter zu reinigen und zu sterilisieren sind. Bei Anwendungen in der Luftfahrt beobachten wir, dass Steckverbinder mit integrierten Kühlkanälen konstruiert werden. Diese Innovationen sorgen dafür, dass Wärme besser abgeleitet wird als bei herkömmlichen Modellen, manchmal werden Wärmeprobleme um etwa 17 Prozent reduziert, wie Feldtests zeigen. Bei der Konstruktion von Roboterarmen integrieren Ingenieure Profile, die Platz für Verkabelung bieten, ohne die strukturelle Stabilität zu beeinträchtigen. In puncto Präzision können extrudierte Teile Toleranzen von etwa plus/minus 0,1 Millimeter erreichen. Dieses Maß an Genauigkeit bedeutet, dass nach der Produktion deutlich weniger Nachbearbeitung durch Maschinen erforderlich ist, was Unternehmen potenziell bis zu drei Viertel der Kosten für Fräsprozesse sparen kann.
Aluminium-2020-Profilverlängungen sind für die Automobilindustrie besonders wichtig geworden, um Fahrzeuge leichter zu bauen, insbesondere bei Elektrofahrzeugen. Da Elektrofahrzeuge (EVs) ihre schweren Batteriepacks mit sich führen müssen, macht sich eine Reduzierung des Gesamtgewichts des Fahrzeugs stark bemerkbar. Besonders vorteilhaft bei dieser Aluminiumlegierung ist ihre Festigkeit im Vergleich zu ihrem geringen Gewicht. Fahrzeughersteller können Rahmen konstruieren, die circa 30 bis 40 Prozent weniger wiegen als bei Stahl üblich, und dennoch die Sicherheitsstandards bei Kollisionen erfüllen. Bei Bauteilen wie Querträgern und Aufhängungsbefestigungen entwickeln Ingenieure komplexe Profilverlängungen mit mehreren Hohlräumen im Inneren. Solche Konstruktionen helfen dabei, Kräfte bei Unfällen besser zu verteilen und Aufprallenergie effektiver aufzunehmen. Ein geringeres Gewicht führt bei konventionellen Fahrzeugen zu einem niedrigeren Kraftstoffverbrauch und bei Elektrofahrzeugen zu einer größeren Reichweite. Zudem gibt es noch einen weiteren Vorteil, der selten erwähnt wird: Aluminium leitet Wärme äußerst gut, was dabei hilft, die Batterien stets auf optimaler Temperatur zu halten. Dies wird mit zunehmender Entwicklung fortschrittlicher Elektrofahrzeugtechnologien in den nächsten Jahren immer wichtiger werden.
Stranggepresstes Aluminium 2020 spielt eine große Rolle bei Anwendungen in der Luftfahrt, wie z. B. Flügelrippen und Landegestellteile. Jedes gesparte Kilogramm trägt direkt zu einer besseren Kraftstoffeffizienz von Flugzeugen bei. Tatsächlich stammen etwa 80 % des Gesamtgewichts der meisten Verkehrsflugzeuge aus verschiedenen Aluminiumlegierungen. Wenn man die Transportsektoren betrachtet, kommt dieses Material bei Wagenrahmen für Schienenfahrzeuge und verschiedenen marinen Anwendungen zum Einsatz, da es wiederholten Belastungszyklen standhält, ohne zu versagen. Für modulare Bauprojekte sind kundenspezifische Profilierungen richtungsweisend. Sie ermöglichen es Bauunternehmen, vorgefertigte Konstruktionen extrem schnell mit Steckverbindungen zusammenzusetzen. Bauunternehmer berichten, dass dadurch der Arbeitsaufwand vor Ort nahezu halbiert werden kann. Die gleichbleibende Leistungsfähigkeit und schnelle Montagezeiten machen Aluminium 2020 weiterhin unverzichtbar für kritische Infrastrukturprojekte, bei denen sowohl Zuverlässigkeit als auch Geschwindigkeit im Vordergrund stehen.
Ein führender EV-Hersteller gestaltete das Untergestell seines Flaggschiffes SUV unter Verwendung von stranggepresstem Aluminium 2020 neu. Ingenieure entwickelten vereinheitlichte Chassisschienen mit internen Verstärkungskanälen und ersetzten damit mehr als 120 Stahlteile durch eine einzige stranggepresste Struktur. Die Neugestaltung erreichte Folgendes:
Das Bauteil bestand 1.000 Stunden Salzsprühprüfung und erfüllte damit die Langlebigkeitsstandards, blieb gleichzeitig vollständig recycelbar – im Einklang mit den Nachhaltigkeitsvorgaben der modernen Automobilfertigung.
Aluminium-2020-Profile bieten im Verhältnis zu ihrem Gewicht eine hervorragende Festigkeit. Sie wiegen etwa ein Drittel so viel wie Stahl, halten aber ähnlichen Belastungen stand. Dies macht sich besonders beim Energiesparen in Transport- und Produktionsprozessen bemerkbar. Leichtere Bauteile bedeuten weniger Kraftstoffverbrauch bei Fahrzeugen und Flugzeugen sowie insgesamt geringeren Stromverbrauch in Fabriken. Einige Studien zeigen Einsparungen von rund 30–35 % in bestimmten Anwendungen innerhalb der Automobil- und Luftfahrtbranche. Interessant ist auch, wie effizient das eigentliche Profil-Extrusionsverfahren funktioniert. Gegenüber anderen Methoden entsteht dabei kaum Abfall. Wenn auf der Produktionslinie alles reibungslos läuft, bleibt das Ausschussmaterial sogar unter 5 %. Eine solche Effizienz ist beispielsweise bei der Herstellung von Rahmen für Elektrofahrzeuge oder bei der Konstruktion modularer Gebäude von großer Bedeutung, da jeder Materialanteil dazu beiträgt, langfristig umweltfreundlichere und kosteneffizientere Lösungen zu schaffen.
Die 2020er-Serie hilft Herstellern dabei, umweltfreundlicher zu werden, da sie immer wieder recycelt werden kann, ohne ihre Festigkeit oder Qualität zu verlieren. Wenn Unternehmen extrudierten Aluminium statt neu hergestelltem Material recyceln, sparen sie etwa 95 % der Energiekosten im Vergleich zu herkömmlichen Produktionsmethoden. Dadurch wird der CO2-Fußabdruck über den gesamten Lebenszyklus des Produkts um etwa 90 % reduziert. Erstaunlicherweise werden etwa drei Viertel des gesamten in der Geschichte hergestellten Aluminiums noch heute irgendwo verwendet, was zeigt, warum sich dieses Material so gut in Kreislaufwirtschaftsmodelle einfügt. Aufgrund dieser Recyclingvorteile entscheiden sich viele Architekten und Ingenieure für extrudiertes Aluminium 2020 für Projekte, die auf eine LEED-Zertifizierung abzielen oder unter strengen Emissionsvorschriften laufen. Für Unternehmen, die auf Nachhaltigkeitsziele fokussiert sind, ist die Erkenntnis, dass Materialien auch nach ihrer ersten Verwendung weiterhin eingesetzt werden können, ein wesentlicher Aspekt bei der Auswahl von Bauelementen.
Der Aluminium-Strangpressprozess umfasst das Erwärmen von runden Brammen, um sie weich genug zu machen, um sie mit hydraulischen Pressen durch speziell gefertigte Stahldüsen zu pressen, wodurch sie zu Profilen geformt werden, während gleichzeitig Abfall minimiert wird.
Aluminiumlegierung 2020 wird aufgrund ihrer hohen Streckgrenze verwendet, wodurch sie ideal für strukturelle Komponenten mit erforderlicher Langlebigkeit und Tragfähigkeit ist.
Stranggepresstes Aluminium 2020 wird in Automobilrahmen, Luftfahrtanwendungen, Verkehrssektoren und modularem Bau eingesetzt, dank seiner leichten, stabilen und langlebigen Eigenschaften.
Die Recyclingfähigkeit von stranggepresstem Aluminium 2020 ermöglicht es Herstellern, erheblich Energiekosten einzusparen und ihren CO2-Fußabdruck zu reduzieren, wodurch Nachhaltigkeit gefördert wird.
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