EN
Alumīnija sakausējumi no 6xxx sērijas šobrīd ir būtiski automašīnu rāmju izgatavošanai, jo tie apvieno izturību ar vieglumu un ļoti labi iztur koroziju. Saskaņā ar neseniem materiālu pārbaudījumiem ap 2025. gadu, šie sakausējumi var izturēt apmēram 20 procentus lielāku vērpes spēku salīdzinājumā ar parasto tēraudu, vienlaikus detaļām būdot aptuveni 35 līdz pat 40 procentiem vieglākām. To lietderīgumu nosaka arī vieglā izstrādājumu veidošana ražošanas laikā. Automašīnu ražotāji var veidot sarežģītas struktūras sadursmju aizsardzībai un īpašām durvju sijām ar vairākām kamerām iekšpusē. Šādi dizaini atbilst stingriem drošības standartiem, bet vienlaikus nodrošina automašīnām labu braukšanas īpašību ceļā.
Izvēloties automašīnu vieglāku izgatavošanu, alumīnija ekstrūzija automašīnu ražotājiem ļauj samazināt transportlīdzekļa svaru par aptuveni 100 līdz 150 kilogramiem salīdzinājumā ar tradicionālām tērauda konstrukcijām. Degvielas dzinēja automašīnām tas nozīmē par 6 līdz 8 procentiem labāku degvielas efektivitāti. Elektromobiļiem ieguvumi ir vēl ievērojamāki – no tās pašas baterijas komplekta tie iegūst aptuveni 12 līdz 15 procentus lielāku braukšanas attālumu. Vieta, kur tas īpaši izceļas, ir elektromobiļu bateriju korpusu izgatavošana. Ekstrūzijas procesā izveidotās dobu profili ne tikai padara šīs detaļas vieglākas, bet arī nodrošina svarīgu strukturālu pastiprinājumu ap bateriju elementiem, kas ir ļoti svarīgi elektromobiļu veiktspējai.
Vadošie EV ražotāji tagad izmanto vienkāršas ekstrudētas alumīnija bateriju korpusas, kurās dzesēšanas kanāli un trieciena amortizatori ir integrēti vienotā struktūrā. Šādi nodrošina 40% labāku siltuma regulēšanu nekā tradicionālas metinātas konstrukcijas un nodrošina avārijas aizsardzību, kas atbilst 1,8 mm tērauda izturībai, bet ir par pusi vieglākas — šie sasniegumi ļauj radīt drošākas un lielāka darbības rādiusa elektriskās automašīnas.
A 2024. gada automobiļu inženierzinātņu ziņojums uzsver, kā automobiļu ražotāji izmanto ekstrudētus alumīnija profili, lai izveidotu modulāras šasijas sistēmas. Šīs savstarpēji saistītās detaļas ļauj ātri pielāgot platformas dažādām automašīnu klasēm, saglabājot vienādu sadursmes testēšanas veiktspēju, kas salīdzinājumā ar konvencionālām apstrādātām tērauda arhitektūrām samazina izstrādes ciklus par 30%.
Aviācijas nozare ļoti paļāvas uz alumīnija sakausējuma ekstrūzijām, jo tās nodrošina lielisku izturību attiecībā pret svaru, īpaši runājot par markām 7075 un 2024. Šo materiālu vērtību nosaka spēja sasniegt stiepes izturību virs 500 MPa, bet svars joprojām ir apmēram par 60 procentiem mazāks nekā tērauda, kas ir ļoti svarīgi, lai lidmašīnas varētu efektīvāk lidot. Kā piemēru var minēt spārnu sijas galviņas. Ja tās tiek izgatavotas no ekstrudēta alumīnija, nevis titāna, šie komponenti kļūst par 18 līdz 22 procentiem vieglāki, tomēr joprojām atbilst visām FAA prasībām attiecībā uz izturību pret nogurumu laika gaitā. Reālais ietekmes rezultāts? Aviokompānijas ziņo, ka katrā lidmašīnā, kas izmanto šos vieglākos komponentus, katru gadu tiek ietaupīti apmēram 2400 litri reaktīvdegvielas, kas vienlaikus palīdz gan uzlabot finansiālos rādītājus, gan sasniegt vides mērķus.
Karstās ekstrūzijas tehnika, kas darbojas temperatūrā no apmēram 375 līdz gandrīz 500 grādiem pēc Celsija, pārvērš augstas kvalitātes aviācijas bluķus par izturīgiem strukturāliem formas gabaliem bez šuvēm. Uzturot pareizo temperatūru procesa laikā, tiek saglabāta metāla graudu struktūra, kas nozīmē, ka detaļām, piemēram, šasijas aktuatoriem, visā apjomā būs uzticama izturība. Uzņēmumi, kas pāriet uz šādām metodēm, parasti saskata ražošanas laika samazināšanos par apmēram trīsdesmit procentiem salīdzinājumā ar tradicionālām kala metodes pieejām. Pēc ekstrūzijas izmēri paliek ļoti precīzi, parasti ietverot plus mīnus 0,1 milimetru robežās. Šāda precizitāte ir ļoti svarīga, kad šīm detaļām jāsavienojas ar oglekļa šķiedras sekcijām mūsdienu lidmašīnu konstrukcijās.
Jaunākās ekstrūzijas matricas ļauj ražotājiem vienā reizē izgatavot sarežģītas daudzfunkcionālas profila formas. Piemēram, spārnu ribām tagad var iekļaut iebūvētas dzesēšanas šķidruma kanālus un sensoru montāžas punktus jau no paša sākuma. Saskaņā ar pērn publicētiem pētījumiem, aviācijas uzņēmums ietaupīja apmēram četrpadsmit tūkstošus ASV dolāru par katru lidmašīnu, nomainot astoņdesmit četrus atsevišķus kniedētus tērauda komponentus pret vienu no ekstrūzijas izgatavotu alumīnija korpusu. Jaunais dizains ne tikai samazināja izmaksas, bet labāk izturēja vibrācijas l during flight tests. Patiešām aizraujoša ir arī tā, ka šīs uzlabotās ekstrūzijas atbilst arī nākotnes aviācijas vajadzībām. Tās nodrošina nepieciešamo elektromagnētisko aizsardzību ap jutīgām elektroniskām iekārtām un ir ar īpaši izstrādātām formām, kas absorbē triecienus daudz labāk nekā tradicionālie materiāli kravas zonām.
Alumīnija sakausējuma ekstrūzija ir kļuvusi par pamatu modernajā arhitektūras projektēšanā, nodrošinot inženieriem un dizaineriem bezprecedenta elastīgumu konstrukciju risinājumu izveidē, kas apvieno formu un funkcionalitāti.
Šodienas modernās ēkas lielā mērā balstās uz ekstrudētiem alumīnija profiliem, jo tos var izgatavot ar lielisku precizitāti un tie labi darbojas ar visām sarežģītām formām. Ņemot, piemēram, 6063 sakausējumu, tas ir ļoti populārs starp būvniekiem pateicoties tam, cik gluds izskats ir pēc apdarei un cik viegli to var metināt kopā. Ievietojot šajā materiālā siltuma pārtraukumus logos, faktiski siltuma zudumus samazina par aptuveni 30% salīdzinājumā ar vecākiem materiāliem, kas nav tik efektīvi. Arhitekti arī mīl strādāt ar ekstrūzijām, jo tie var izveidot tās izsmalcinātās daudzkameru aizkaru sienas, kas iztur diezgan nopietnas vēja slodzes — reizēm vairāk nekā 3500 Paskalus — bez tīra, moderna izskata upurēšanas, kuru visi šodien vēlas.
Ārpusēm piekrastes un lielpilsētu ēkās arvien biežāk tiek izmantotas no aluminija izstrādātas presētas konstrukcijas ar PVDF pārklājumu. Šie pārklājumi ir parādījuši lielisku izturību, izturot sāļo gaisu ar tikai 2% koroziju pat pēc 25 eksponēšanas gadu ilgā testēšanā sāļo izsmidzināšanas kamerās (ASTM B117 standarts). Pagājušā gada pētījums par būvmateriāliem atklāja kaut ko interesantu: ēkām ar aluminija fasādēm bija nepieciešams apmēram par piecām reizēm mazāk uzturēšanas darbiem salīdzinājumā ar tām, kas bija būvētas no tērauda, salīdzinot 15 gadu laikā. Kas padara aluminiju tik īpašu? Nu, tam veidojas dabiska oksīda slānis, kas patiešām spēj pašam sevi labot nelielas zīmes, saglabājot ēkas izskatu pat intensīvā saulē ikdienā.
Alumīnija ekstrūzijas sistēmas patiešām maksā apmēram par 15 līdz 20 procentiem vairāk nekā PVC vai koka kompozīta alternatīvas. Tomēr, ņemot vērā lielo ainu, šīs sistēmas kalpo apmēram 60 gadus, kas, pamatojoties uz dažādām pētījumu par produktu dzīves cikliem, samazina nomaiņas izmaksas aptuveni par 83%. Arī ēku apsaimniekotāji ir novērojuši, ka uzturēšanas izmaksas ievērojami samazinājušās, ar dažiem ziņojumiem par pat 42% ietaupījumu, jo ilgstoši nepieciešams mazāk krāsošanas vai noslēgšanas darbus. Arī vides aspekts ir diezgan pārliecinošs. Lielāko daļu alumīnija sastāvdaļu var pārstrādāt atkārtoti, saglabājot kvalitāti, no kuriem apmēram 95% tiek pārstrādāti, salīdzinot ar tikai apmēram 35% kompozīta materiāliem. Tādējādi alumīnijs kļūst par prātīgu izvēli ēkām, kas tiecas pēc LEED sertifikācijas, jo tas veiksmīgi iederas cirkulārās ekonomikas modeļos, kuros materiāli turpina cirkulēt, nevis beidz savu ceļu uz atkritumu vietām.
Alumīnija sakausējuma izstrāde ir kļuvusi ļoti svarīga, lai pārvaldītu siltumu mūsdienu elektronikā, jo īpaši siltuma izkliedētāju izgatavošanā. Materiāls vada siltumu aptuveni 160 līdz 200 vatus uz metru kelvinā, kas nozīmē, ka tas ātri novada siltumu no delikātām detaļām iekārtu iekšpusē. Tas palīdz novērst iekārtu darbības palēnināšanos pārkaršanas dēļ. Pētījumi 2023. gadā parādīja arī kaut ko interesantu – iekārtām, kurām ir šādi alumīnija siltuma izkliedētāji, faktiski bija par 32 procentiem mazāk gadījumu, kad bija jāsamazina jauda pārkares problēmu dēļ, salīdzinot ar iekārtām, kas izgatavotas no plastmasas materiāliem. Tā kā nepietiekama siltuma pārvaldība var samazināt elektronisko iekārtu uzticamību līdz pat 40 procentiem, daudzi ražotāji tagad lieto alumīniju jaudīgiem datoru čipiem un LED lampām, kur temperatūras kontrole ir visvairāk svarīga.
Kad runā par vieglu, bet izturīgu korpusu izgatavošanu lietām, piemēram, transformatoriem, saules invertoriem un visur esošajām elektrisko transportlīdzekļu uzlādēšanas stacijām, ekstrudēti alumīnija profili patiešām izceļas. Šiem materiāliem ir iebūvēta aizsardzība pret elektromagnētisko starojumu, kas nodrošina drošību delikātajām elektronikas plātēm iekšpusē, nezaudējot izturību. To lieliskumu nosaka fakts, ka ekstrūzijas metode ražotājiem ļauj integrēt dzesēšanas ribas tieši dizainā kopā ar atbilstošām vietām kabeļu izvietošanai. Tas nozīmē, ka montāžas laikā ir jāsaliek mazāk daļu. Dažas uzņēmējsabiedrības ziņo, ka pārejot no tradicionāliem metinātiem tērauda risinājumiem uz šiem alumīnija risinājumiem, izdevības samazinājušās no 18% līdz gandrīz ceturtdaļai.
Ekstrūzijas procesu spēja ražot gandrīz jebkuru formu to ir padarījusi populāras ražotāju vidū sarežģītu siltuma izkliedētāju dizainu veidošanai ar vairākām kamerām, kā arī struktūrām, kas apvieno vadītspēju ar izolācijas īpašībām. Runājot par serveru statīvu dzesēšanas sistēmām, viena ekstrudēta alumīnija detaļa var paveikt darbu, ko veic no četrām līdz sešām atsevišķām perfokartēm, kas samazina ražošanas atkritumus par aptuveni pusi, saskaņā ar nesenajiem nozares pētījumiem, kas tika veikti pērn. Tomēr patiesībā izceļas metodes pielāgojamība, kad to kombinē ar alumīnija pilnīgu pārstrādājamības faktoru. Uzņēmumiem, kas vēršas uz ilgtermiņa ilgtspējas mērķiem, šīs ekstrudētās detaļas piedāvā reālas priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālām vara bāzes iespējām gan 5G tīkla attīstībā, gan dažādās rūpnieciskās lietojumprogrammās, kur siltuma pārvaldība ir visvairāk svarīga.
Alumīnija sakausējumu ekstrūzijas process rada sarežģītas formas ar pielaides apmēram ±0,1 mm, kas ievērojami samazina materiālu zudumus. Tradicionālām izgatavošanas metodēm nav iespējams sasniegt šādu efektivitāti. Ekstrūzijas procesā ražotājiem ir iespēja iegūt dobus šķērsgriezumus un vairākas kameru konstrukcijas vienā gabalā. Šāda pieeja ļauj ietaupīt apmēram 30% no sākotnēji nepieciešamajiem izejmateriāliem, nezaudējot izstrādes stiprumu vai izturību. Vēl viena priekšrocība ir tā, ka šis process lieliski saderas ar atkārtoti pārstrādāto alumīniju. Lielākajai daļai uzņēmumu šis aspekts ir īpaši izmaksu efektīvs, jo vairāk nekā trim ceturtajām daļām no visām alumīnija ekstrūzijām, kas izgatavotas vēsturē, joprojām tiek atrasta kāda lietošanas vieta, jo mēs varam tos bezgalīgi reizēm pārstrādāt ražošanas ciklos.
Alumīnija ekstrūzijas ļoti labi saderas ar cikliskas ražošanas pieejām. Kad mēs skatāmies, kas notiek pēc tam, kad patērētāji beidz izmantot produktus, alumīnija atkritu pārstrādei nepieciešamā enerģija ir tikai apmēram 5% no tās, kas vajadzīga, lai ražotu jaunu alumīniju no izejvielām. Starptautiskā alumīnija institūta pērn veica pētījumu, kurā tika parādīts, ka ar ekstrudēta alumīnija komponentiem būvēti ēkas faktiski samazina oglekļa emisijas ekspluatācijas laikā par aptuveni 40% salīdzinājumā ar līdzīgām tērauda konstrukcijām trīsdesmit gados. Ko vēl vairāk, mūsu pašreizējās pārstrādes sistēmas spēj no vecajām ēkām izņemt apmēram 95% alumīnija. Šāda augsta atgūšanas likme nozīmē, ka lielākā daļa arhitekti un būvnieki tagad uzskata ekstrudēto alumīniju ne tikai par labu izvēli, bet bieži par ieteicamo materiālu projektos, kuru mērķis ir būt videi draudzīgiem.
Tērauds noteikti ir izturīgāks nekā alumīnijs, taču, ņemot vērā izturību attiecībā pret svaru, alumīnija sakausējumi ir par 60% labāki. Tas ir ļoti svarīgi konstrukcijām, kur svars ir būtisks, piemēram, automašīnu rāmjiem vai lidmašīnu detaļām. Piemēram, 6061-T6 alumīnijam ir aptuveni 310 MPa liela plūstamības robeža, bet tā blīvums ir tikai 2,7 grami uz kubikcentimetru. Tamēr mīkstam tēraudam ir jāsasniedz 250 MPa, lai tiktu līdz līdzīgai izturībai, taču tā blīvums ir 7,85 grami uz kubikcentimetru, kas nozīmē, ka tas ir gandrīz trīs reizes smagāks. Arī izmaksas ir atkarīgas no svara. Pēc SAE International pētījumiem ir zināms, ka transporta uzņēmumi, izmantojot alumīniju tēraudam vietā, var sasniegt 8–12% labāku degvielas efektivitāti.
6xxx sērija (6061, 6063, 6082) dominē strukturālajā ekstrūzijā pateicoties optimālajam veidojamības un mehānisko īpašību līdzsvarui. Pēc jaunākajiem tirgus datiem, šie magnija-silīcija sakausējumi veido:
| PIEKTAIS | 6xxx sērija Lietošana | Izmantotā galvenā īpašība |
|---|---|---|
| Automobiļu rāmji | 68% | Saskarsmes enerģijas uzsūkšana |
| Būvniecības fasādes | 73% | Noturība pret laika apstākļiem |
| Elektronikas dzesēšana | 82% | Termisko vedlību |
Šī plašā izplatība ir saistīta ar to spēju sasniegt 150–340 MPa stipruma robežu pēc mākslīgas novecošanas, saglabājot lielisku korozijas izturību.
Pilna apkalpošanas risinājumu piegādātājs, kas apvieno pētniecību un attīstību, ražošanu, pārdošanu un piegādes ķēdes pārvaldību.
