EN
Az alumínium extrúzió akkor kezdődik, amikor azokat a kerek billeteket felmelegítik kb. 425 és majdnem 500 fok Celsius fokig (800-900 Fahrenheit fok). Ez teszi a fémet annyira lágyra, hogy dolgozható legyen. Ezt követi a nehéz rész – hidraulikus hengerek nyomják a meleg billetet különlegesen kialakított acéldarabokon keresztül olyan nyomással, ami akár az 15 ezer font per négyzethüvelykot is elérheti. Ami kijön, az hosszú formák, amelyek lényegében lemásolják a darab belsejében lévő alakzatot. Amint a fém kilép a darabon, hűtőrendszerek várnak, hogy minden visszahűljön szilárd formába, miközben fenntartják a megfelelő méretarányokat. Az egész folyamat nyers alumíniumból különféle bonyolult, egyenes alkatrészeket hoz létre rendkívül kevés hulladékkal. Képzelje el úgy, mint amikor fogkrémet nyom ki a tubusból, de sokkal nagyobb méretekben, és ipari gépek végzik a nyomást ujjak helyett.
Az AA 2020 ötvözetnek van egy különleges réztartalma, ami elég nehezen munkázhatóvá teszi azt extrudálási folyamatok során. A megmunkáláskor fellépő nagy ellenállás leküzdéséhez a gyártóknak pontosan be kell állítani a nyomóerőt. A hőmérséklet szintén nagyon fontos szerepet játszik. A megfelelő anyagáramlás biztosítása érdekében a hőmérsékletet 750 és 850 Fahrenheit fok között (kb. 399–454 Celsius fok) kell tartani, hogy elkerüljék a túlmelegedés okozta problémákat. A kb. 20 x 20 mm-es T-profilok esetében a falvastagság akár 1 mm is lehet. És mi a legjobb? A praktikus T-rendszerek egyszerre kialakíthatók, nem szükséges több munkamenet. Az így előállított profilok körülbelül 215 MPa folyáshatárral rendelkeznek. Ez az erő kiválóan alkalmas szerkezeti elemek gyártására, és bőven hagy helyet további megmunkálási lépésekhez, például darabok levágásához méretre vagy védőbevonatok felhordásához.
A sablonok tervezése nagyban meghatározza a 2020-as extrudált alumínium végső formáját. A többüregű sablonok lehetővé teszik a gyártók számára, hogy bonyolult elemeket, például T-profilokat egyszerre hozzanak létre egyetlen extrúziós folyamattal. Az alakítás után ezeket a profilokat T5 vagy T6 típusú hőkezelésnek vetik alá. Ez a folyamat a lehűtést követően kb. nyolc órán keresztül tartó, körülbelül 175 °C (350 °F) hőmérsékletű öregbítést jelent. Ez a kezelés növeli a szakítószilárdságot körülbelül 25-30 százalékkal, és megszünteti a zavaró belső feszültségeket. Ennek eredményeként rendkívül részletes teherhordó alkatrészek gyárthatók, amelyek egyszerűen nem lennének használhatók, ha gépi úton próbálnák őket elkészíteni. Gondoljunk például ipari gépek vagy épületszerkezetek olyan alkatrészeire, ahol a pontosság a legfontosabb.
Sokan összezavarodnak, hogy pontosan mit jelent az alumínium 2020. A legtöbb ember azt hiszi, hogy ez egy különleges ötvözet, pedig valójában általában az építőiparban és a gyártásban használt szabványos T-profilokra utal. Ezek mögött az alapanyagok mögött általában a 6061-T6 vagy a 6063-T5 ötvözetek állnak. Ezek a szilícium-magnézium keverékek kiválóan alkalmasak az extrúziós folyamatokra, és jó mechanikai teljesítményt is nyújtanak. Amikor számokról van szó, ezek az anyagok körülbelül 215 MPa folyáshatárt érnek el, ami körülbelül 25%-kal meghaladja a hagyományos építőipari alumíniumot. Mi teszi őket különlegessé? A mechanikai tulajdonságaik teszik lehetővé a különbséget a szerkezeti integritás és a különböző ipari alkalmazásokban megkövetelt tartóssági igények terén.
Ez az erő és az alacsony sűrűség közötti egyensúly ideálisá teszi az anyagot olyan alkalmazásokhoz, ahol kritikus a szerkezeti integritás és a tömegcsökkentés.
Az extrudált alumínium 2020-as minőségének megbízható szerkezeti teljesítményéről ismert, mivel az alumínium természeténél fogva ellenáll a fáradásnak, és megtartja stabilitását még hőmérsékletváltozások esetén is. Ez anyagból készült alkatrészek meglehetősen jól megőrzik alakjukat és méretüket, akár mínusz 80 fokos hideg, akár 150 fokos forró környezetnek vannak kitéve. Érdekes tény, hogy az alumínium mennyivel jobban bírja a hőtágulást műanyagokkal összehasonlítva – valójában körülbelül fele akkora a tágulási rátája. A valós körülmények között végzett tesztelés azt mutatta, hogy tíz évnyi kemény, autóipari alkalmazás után ezek az alkatrészek továbbra is megőrzik eredeti szilárdsági jellemzőik körülbelül 95 százalékát. Emellett, mivel az alumínium rendkívül jó hővezető-képességű, ezért segíti a hőfelhalmozódás kezelését mozgó alkatrészekben és olyan rendszerekben, ahol a hőmérséklet-vezérlés rendkívül fontos a hosszú távú működés szempontjából.
A 2020-as típusú extrudált alumínium nagy szilárdságot nyújt számos alkalmazás esetén, bár a gyártók gyakran a réz tartalmú 6061-es ötvözetet választják. A probléma? Ezáltal ellenállóbbá válik a korrózallal szemben, ha a magnézium-alapú megoldásokkal, például 5052-vel vagy 5083-mal hasonlítjuk össze. Ennek a gyengeségnek köszönhetően a legtöbb gyártó védőbevonatokat alkalmaz, amikor olyan környezetekben dolgoznak, ahol nedvesség vagy vegyi anyagok vannak jelen. Az anódoxidáció vagy porfesték bevonat szükségessé válik, annak ellenére, hogy ezek a plusz lépések a gyártási költségeket körülbelül 15-20 százalékkal növelik. Még mindig megéri azonban, mivel az ipari szabványok (ASTM) által előírt tesztek szerint ezekkel kezelt alkatrészek nehezebb környezetekben akár kétszer olyan hosszú ideig tartanak.
A 2020-as extrudált alumínium három fő típusban kapható, amelyek jó szilárdságot kínálnak, miközben elegendően változatosak különböző alkalmazásokhoz. A tömör rudak 10 mm és 150 mm átmérő között érhetők el, és gyakran használják őket gépkeretekhez vagy szerkezeti támaszokhoz különféle iparágakban. Vannak szerkezeti profilként használt elemek, mint például csatornák, I-sugarak, és az elterjedt 20x20-as T-profil keretek, amelyeket manapság mindenhol használnak. Ezek a profilok lényegében építőkockaként szolgálnak az automatizált rendszerek és munkaállomások felállításához a gyártóüzemek padlóin. Folyadékrendszerekhez az ötvözetből készült precíziós csövek valódi súlymegtakarítási előnyt nyújtanak az acél alkatrészekhez képest. Körülbelül 30-40 százalékkal könnyebb alkatrészekről van szó, ami nagy különbséget jelent a nagyobb létesítéseknél. Az összes szabványos forma értékét az adja, hogy lehetővé teszik a gyors összeszerelést, anélkül, hogy különleges eszközökre lenne szükség a szerelési projektek és a rendszeres gyártási műveletek során.
Az egyedi szerszámtervezés lehetővé teszi a gyártók számára, hogy speciális profilokat hozzanak létre, amelyek különböző iparágakban megfelelnek az adott funkcionális követelményeknek. Példaként említhetjük az orvostechnikai eszközöket, ahol az egyrészes extrudált alkatrészek egyre inkább felváltják az összetett többalkatrészes szerelvényeket. Ez a változás sima felületeket eredményez, amelyeket könnyebb tisztítani és sterilizálni a beavatkozások között. A repülőgépipari alkalmazásokat megnézve csatlakozókat terveznek beépített hűtőcsatornákkal. Ezek az innovációk jobb hőelvezetést biztosítanak a hagyományos modelleknél, néha akár 17 százalékkal csökkentve a hőtechnikai problémákat, amint azt teregi tesztek igazolják. Robotkarok építése esetén a mérnökök olyan profilokat alkalmaznak, amelyekben helyet biztosítanak az elektromos vezetékeknek anélkül, hogy csökkentenék a szerkezeti szilárdságot. A pontosságot illetően az extrudált alkatrészek olyan tűrési értékeket érhetnek el, mint körülbelül plusz-mínusz 0,1 mm. Ez a pontossági szint jelentősen csökkenti a termelés után szükséges további megmunkálási igényt, és akár a vállalatok marásra fordított költségeinek háromnegyedét is megtakaríthatja.
Az alumínium 2020-as profilkivonatok nagyon fontos szerepet játszanak az autók könnyítésében, különösen az elektromos járművek esetében. Mivel az EV-knek magukkal kell vinniük ezeket a nehéz akkumulátorblokkokat, az összes járműtömeg csökkentése jelentős előnyt jelent. Ennek az alumínium ötvözetnek különösen nagy az erőssége, figyelembe véve, mennyire könnyű anyag. Az autógyártók olyan kereteket tudnak készíteni, amelyek súlya akár 30-40 százalékkal kisebb, mint amit acélból kapnának, és mégis megfelelnek a balesetbiztonsági előírásoknak. Olyan alkatrészekhez, mint például a keresztgerendák és felfüggesztési pontok, mérnökök bonyolult, több üreges részt tartalmazó profilkivonatokat készítenek. Ezek a kialakítások segítenek az erők jobb eloszlásában balesetek során, és hatékonyabban nyelik el az ütést. A kisebb tömeg jobb fogyasztási mutatókat eredményez a hagyományos autóknál, és hosszabb hatótávolságot biztosít az elektromos járművek számára. Emellett van egy másik előny is, amiről ritkán esik szó: az alumínium kiváló hővezető képessége segít az akkumulátorok optimális hőmérsékleten tartásában, ami egyre fontosabbá válik az elkövetkező években, ahogy az elektromos járműtechnológiák egyre fejlettebbé válnak.
Az extrudált 2020-as alumínium nagy szerepet játszik a repülőgép- és űripari alkalmazásokban, például szárnybordákban és leszállókerekek alkatrészeiben. A repülőgépek esetében minden egyes megtakarított kilogramm közvetlenül a fogyasztás csökkenését jelenti. A kereskedelmi repülőgépek tömegének kb. 80%-át különféle alumíniumötvözetek adják. A közlekedési szektorokban ez az anyag megjelenik vasúti járművázakban és különféle hajózásban használt szerelvényekben is, mivel ellenáll a többször ismétlődő terhelési ciklusoknak. A moduláris építkezések esetében az egyedi extrudált profilok igazi áttörést jelentenek. Lehetővé teszik az építők számára, hogy rendkívül gyorsan állítsák össze az előre gyártott vázakat kattintós csatlakozásokkal. A vállalkozók szerint ezeknek a rendszereknek a használata a helyszíni munkaerő-igényt majdnem felére csökkenti. A megbízható teljesítmény és a gyors összeépítési idő miatt a 2020-as alumínium továbbra is elengedhetetlen a kritikus infrastruktúra-építkezések számára, ahol a megbízhatóság és a sebesség egyaránt fontos.
Egy vezető EV gyártó újratervezte egyik fő terméke, egy terepjáró alvázát 2020-as alumíniumextrúzióval. A mérnökök egységesített alvázszelvényeket fejlesztettek belső megerősítő csatornákkal, amelyek több mint 120 acélrészt helyettesítettek egyetlen extrudált szerkezettel. Az újratervezés a következő eredményeket hozta:
A komponens átesett 1000 óra sópermetvizsgálaton, így megfelelt a tartóssági szabványoknak, miközben teljesen újrahasznosítható maradt – összhangban a modern autóipari gyártás fenntarthatósági előírásaival.
Az Alumínium 2020 extrúziós profilok kiváló szilárdságot kínálnak a súlyukhoz képest, körülbelül egyharmad akkora súllyal rendelkeznek, mint az acél, ugyanakkor hasonló terheléseket is elviselnek. Ez valós különbséget jelent az energiamegtakarítás szempontjából szállítás és termelési folyamatok során. A könnyebb alkatrészek kevesebb üzemanyag-felhasználást jelentenek járművekben és repülőgépekben, valamint az üzemek összességében kevesebb villamos energiát használnak. Egyes tanulmányok szerint bizonyos alkalmazások esetében akár 30-35% megtakarítás is elérhető az autó- és repülőgépiparban. Érdekes, hogy az extrúziós módszer mennyire hatékonyan működik. Más eljárásokhoz képest minimális hulladék keletkezik. Amikor minden simán működik a termelési soron, a selejt messze az 5% alatt marad. Ez a fajta hatékonyság különösen fontos például elektromos autók kereteinek gyártásakor vagy moduláris épületek összeállításakor, ahol minden egyes anyaghasználat hozzájárul a környezetbarát és költséghatékony megoldásokhoz hosszú távon.
A 2020-as sorozat segít a gyártóknak a környezetbarát működésben, mivel újra és újra újrahasznosítható az erő vagy a minőség elvesztése nélkül. Amikor a vállalatok újrahasznosítják az extrudált alumíniumot azzal szemben, hogy új anyagot készítenének nulláról, körülbelül 95%-os energia-megtakarítást érnek el az elsődleges gyártási módszerekhez képest. Ez pedig körülbelül 90%-os csökkentést eredményez a szén-dioxid-lábnyomokban az egész termékéletciklus során. Meglepő módon az alumínium körülbelül háromnegyede, amit történelmük során előállítottak, máig használatban van valahol, ami szemléletesen mutatja, miért illeszkedik ez az anyag különösen jól a körkörös gazdasági modellekbe. Az újrahasznosítással járó előnyöknek köszönhetően sok építész és mérnök választja a 2020-as extrudált alumíniumot olyan projektekhez, amelyek LEED tanúsítvány megszerzésére apellálnak, vagy szigorú kibocsátási előírások alatt működnek. A fenntarthatósági célokra összpontosító vállalkozások számára fontos szemponttá válik, hogy az anyagok hosszú ideig megbízhatóan szolgálják a célt már az első használatuk után is.
Az alumínium extrúziós folyamata során kör alakú billeteket hevítenek fel annyira, hogy hidraulikus hengerek segítségével speciálisan kialakított acéldarabokon keresztül lehet őket préselni, így alakítva ki a kívánt profilt a hulladék minimalizálása érdekében.
Az alumínium ötvözet 2020-at a magas folyáshatára miatt használják, amely ideális a tartószerkezetekhez és teherbíró alkatrészekhez szükséges tartósság és teherbíró képesség miatt.
Az extrudált alumínium 2020-at autóipari keretekben, légi és űripari alkalmazásokban, szállítási szektorokban és moduláris építkezéseken használják a könnyűsége, szilárdsága és tartóssága miatt.
Az extrudált alumínium 2020 újrahasznosíthatósága lehetővé teszi a gyártók számára, hogy jelentősen csökkentsék az energiafelhasználást és a szén-dioxid lábnyomot, ezáltal elősegítve a fenntarthatóságot.
Egy komplex megoldásokat kínáló szolgáltató, amely az R&D-t, gyártást, értékesítést és ellátási lánc menedzselést integrálja.
