EN
Profil ekstrusi aluminium diproduksi melalui proses termomekanis yang mengubah billet aluminium silinder menjadi penampang dengan bentuk yang presisi. Metode ini seimbang antara efisiensi dan integritas material, menjadikannya ideal untuk menciptakan komponen yang digunakan dalam industri konstruksi, otomotif, dan kedirgantaraan.
Proses dimulai dengan memanaskan balok aluminium hingga mencapai suhu 480-500°C, sehingga logam menjadi lebih lunak untuk dideformasi. Sebuah mesin press hidrolik kemudian memaksa balok tersebut melewati matriks baja, membentuknya menjadi profil yang kontinu. Setelah ekstrusi, profil tersebut didinginkan secara cepat untuk mempertahankan sifat mekaniknya sebelum dipotong dan diperlakukan lebih lanjut.
Di jantung proses ekstrusi terdapat interaksi antara panas dan tekanan. Balok yang dipanaskan hingga mencapai plastisitas optimal didorong melalui matriks yang dirancang khusus pada tekanan di atas 100 MPa. Sebagai contoh, diameter balok sebesar 200 mm dapat menghasilkan profil hingga lebar 500 mm, menunjukkan skalabilitas metode ini.
Paduan aluminium secara langsung menentukan kekuatan, ketahanan korosi, dan kemampu-bentukan suatu profil. Paduan 6063, yang terdiri dari 0,4% silikon dan 0,7% magnesium, banyak digunakan karena memiliki keseimbangan antara kemampuan las dan konduktivitas termal yang baik. Untuk aplikasi dengan tekanan tinggi, paduan seperti 7075 (5,6% seng) lebih disukai karena memiliki kekuatan tarik yang ditingkatkan hingga 572 MPa.
Kontrol yang tepat terhadap parameter ekstrusi memastikan kualitas yang konsisten:
Mengatur faktor-faktor ini dengan variasi ±5% dapat mengurangi konsumsi energi sebesar 12% sambil mempertahankan integritas profil.
Matriks (die) berfungsi sebagai desain untuk profil ekstrusi aluminium, mengubah billet yang dipanaskan menjadi bentuk penampang yang presisi. Komponen utama meliputi:
Tiga jenis matriks mendominasi produksi:
Panjang tumpuan efektif—area kontak antara matriks dan aluminium—terbukti kritis untuk mengendalikan aliran material. Bagian profil yang lebih tebal memerlukan panjang tumpuan yang lebih panjang agar kecepatan ekstrusi seimbang dengan area yang lebih tipis, mencegah cacat seperti puntiran atau riak permukaan.
Perangkat lunak CAD modern memungkinkan akurasi tingkat mikron dalam desain matriks, dengan simulasi canggih yang memprediksi ekspansi termal (0,1–0,3% pada suhu 450–500°C) dan dinamika aliran material. Desainer mengutamakan:
Profil dengan rongga ganda kompleks memerlukan sistem mandrel bertingkat dengan fitur kompensasi termal. Studi 2023 menemukan bahwa desain matris yang dioptimalkan mengurangi limbah material sebesar 22% sekaligus meningkatkan throughput mesin ekstrusi sebesar 15-18% pada profil rongga tipe jembatan.
Meskipun telah ada perkembangan, beberapa kendala utama tetap ada:
| Tantangan | Batasan Praktis |
|---|---|
| Ketebalan Dinding Minimum | 0,5mm untuk paduan 6xxx pada matris standar |
| Ketajaman sudut | Radius minimum 0,8mm untuk distribusi tegangan |
| Jarak antar rongga | rasio maksimum kedalaman terhadap lebar 3:1 |
Dinding tipis di bawah 1mm berisiko robek selama proses ekstrusi, sementara sudut tajam menyebabkan penumpukan tegangan sisa. Profil multi-kamar memerlukan kecepatan ekstrusi bertahap di bawah 12 m/menit untuk menjaga stabilitas dimensi—penurunan sebesar 40% dibandingkan ekstrusi tunggal.
Kontrol termal yang baik sangat penting untuk menjaga keutuhan profil ekstrusi aluminium saat melewati matras selama proses manufaktur. Ketika billet dipanaskan antara sekitar 400 hingga 500 derajat Celsius (rentang pastinya tergantung pada jenis paduan yang digunakan), hal ini sebenarnya dapat mengurangi tekanan ekstrusi yang dibutuhkan sekitar 30 hingga 40 persen dibandingkan ketika semua proses dimulai pada suhu kamar. Menjaga perbedaan suhu yang tepat di seluruh material membantu menghindari retakan permukaan yang sering terjadi akibat aliran logam yang tidak merata. Selain itu, hal ini juga menjaga konsistensi ukuran penampang sepanjang profil, yang sangat penting untuk komponen yang akan digunakan dalam mobil atau bangunan yang mensyaratkan ketepatan tinggi. Baris produksi ekstrusi modern kini dilengkapi dengan sensor inframerah yang memeriksa suhu billet secara real time, dengan toleransi sekitar plus-minus 5 derajat Celsius. Tingkat pemantauan semacam ini secara signifikan mengurangi limbah material yang diakibatkan oleh fluktuasi suhu selama produksi.
Paduan seri 6000 seperti 6061 dan 6063 membutuhkan suhu ekstrusi sekitar 470 hingga 510 derajat Celsius jika kita menginginkan duktilitas yang baik tanpa masalah pelelehan. Situasi menjadi berbeda dengan material seri 7000 yang lebih kuat. Material ini benar-benar membutuhkan pengelolaan suhu yang hati-hati antara sekitar 380 hingga 420 derajat untuk mencegah melemahnya batas butir. Beberapa penelitian terbaru menunjukkan bahwa mendinginkan profil paduan 6082 dengan kecepatan sekitar 25 derajat per menit setelah keluar dari cetakan dapat meningkatkan kekuatan tariknya sekitar 15%. Ketika suhu berada di luar kisaran yang direkomendasikan, masalah cenderung muncul cukup cepat.
Operator menyesuaikan parameter secara dinamis berdasarkan diagram fase khusus paduan untuk menyeimbangkan kecepatan produksi (15-50 m/menit) dengan persyaratan metalurgi.
Profil aluminium hasil ekstrusi mengalami pendinginan segera untuk menstabilkan strukturnya. Pendinginan udara ideal untuk paduan standar, sedangkan pendinginan cepat dengan air menghasilkan pembekuan cepat pada paduan yang dapat dikeraskan dengan panas, meningkatkan kekerasan sebesar 15-20%. Tahap ini menentukan ketepatan dimensi—pendinginan yang tidak merata dapat menimbulkan tegangan sisa yang melebihi 25 MPa pada bagian kritis.
Profil diregangkan sebesar 0,5-3% untuk menyelaraskan struktur butiran dan menghilangkan tegangan internal. Pemotongan presisi memastikan panjang profil memenuhi toleransi ±1 mm/m. Sistem laser canggih mencapai kecepatan pemotongan 12 m/menit sambil mempertahankan kekasaran permukaan di bawah Ra 3,2 µm.
Profil pemanasan tempering T6 hingga 530°F (277°C) selama 4-6 jam, meningkatkan kekuatan tarik sebesar 30-40% dibandingkan paduan yang tidak diperlakukan. Pendinginan terkendali di tungku pada kecepatan 50°F/jam mencegah mikro retak pada geometri kompleks.
Penuaan buatan pada suhu 320-390°F (160-200°C) selama 8-18 jam mengoptimalkan pengerasan presipitasi pada paduan seri 6000/7000. Proses ini meningkatkan kekuatan leleh menjadi 55 ksi (380 MPa) sambil mempertahankan tingkat perpanjangan di atas 8%—penting untuk aplikasi kedirgantaraan dan otomotif yang membutuhkan ketahanan terhadap kelelahan.
Pengolahan permukaan yang tepat dapat mengubah ekstrusi aluminium biasa menjadi komponen yang mampu bertahan dalam kondisi keras. Ambil contoh anodizing. Proses ini membentuk lapisan oksida pelindung dengan menggunakan listrik, menjadikan logam jauh lebih tahan korosi dibandingkan aluminium biasa. Beberapa ujian menunjukkan bahwa aluminium ini bisa bertahan hingga tiga kali lebih lama sebelum menunjukkan tanda-tanda keausan. Selain itu, selama proses yang sama, produsen juga dapat menambahkan warna yang dapat bertahan selama bertahun-tahun tanpa memudar. Lalu ada powder coating, yang bekerja secara berbeda namun menawarkan manfaat serupa. Lapisan ini menempel pada logam melalui muatan statis dan kemudian mengeras ketika dipanaskan, menciptakan lapisan akhir yang tahan kerusakan akibat sinar matahari dan goresan. Pengujian di lapangan menunjukkan bahwa permukaan yang dianodisasi dapat bertahan lebih dari dua ribu jam di dalam ruang semprot garam sesuai standar ASTM, dan mempertahankan integritas warnanya selama beberapa dekade. Karena alasan inilah kita sering melihat perlakuan semacam ini digunakan di tempat-tempat yang memiliki kondisi sangat keras, baik itu bangunan dekat laut maupun peralatan yang digunakan di pabrik kimia. Investasi awal memberikan keuntungan besar karena komponen yang telah diperlakukan ini membutuhkan perawatan jauh lebih sedikit sepanjang masa pakainya.
Sektor industri memanfaatkan fleksibilitas desain ekstrusi untuk menciptakan solusi aluminium yang dirancang khusus sesuai dengan persyaratan spasial, fungsional, dan regulasi yang tepat. Pendekatan kustomisasi utama meliputi:
Sektor manufaktur mencapai penghematan material sebesar 15-25% melalui desain ekstrusi yang dioptimalkan secara topologi, sementara sektor konstruksi mendapat manfaat dari penghalang panas terintegrasi yang meningkatkan efisiensi energi. Mesin sekunder lebih lanjut membedakan profil melalui fitur pemotongan presisi seperti ulir atau antarmuka pemasangan. Pendekatan rekayasa yang adaptif ini memungkinkan inovasi berbasis aplikasi di berbagai industri.
Proses ekstrusi aluminium adalah metode termomekanik yang mengubah balok silinder aluminium menjadi profil penampang yang digunakan di berbagai industri, seperti konstruksi dan otomotif.
Pemilihan paduan sangat penting karena menentukan kekuatan, ketahanan korosi, dan kemampuan bentuk suatu profil. Paduan yang berbeda dipilih berdasarkan tekanan dan persyaratan aplikasinya.
Kontrol suhu dan pemanasan yang tepat memastikan proses ekstrusi menjaga integritas profil aluminium, mencegah cacat seperti retak permukaan, dan menjamin ukuran penampang yang konsisten.
Penyedia solusi terpadu yang menggabungkan penelitian dan pengembangan, produksi, penjualan, serta manajemen rantai pasok.
