EN
Aluminiumprofielen worden vervaardigd via een thermomechanisch proces dat cilindrische aluminiumstaven omzet naar nauwkeurig gevormde dwarsprofielen. Deze methode verenigt efficiëntie met materiaalintegriteit, waardoor het ideaal is voor het maken van onderdelen gebruikt in de bouw-, auto- en luchtvaartindustrie.
Het proces begint met het verwarmen van aluminium staven tot 480-500°C, waardoor het metaal zachter wordt voor vervorming. Een hydraulische pers dwingt vervolgens de staaf door een stalen matrijs, waarbij hij wordt gevormd tot een continu profiel. Na het extruderen wordt het profiel snel gekoeld om de mechanische eigenschappen te behouden, alvorens het te worden doorgesneden en bewerkt.
In het hart van het extrusieproces ligt de wisselwerking tussen hitte en druk. Staven die tot optimale plastische toestand zijn verwarmd, worden door op maat gemaakte matrijzen geduwd bij drukken boven de 100 MPa. Een staafdiameter van bijvoorbeeld 200 mm kan bijvoorbeeld profielen tot 500 mm breed opleveren, wat de schaalbaarheid van deze methode aantoont.
Aluminiumlegeringen bepalen rechtstreeks de sterkte, corrosiebestendigheid en vervormbaarheid van een profiel. Legeer 6063, samengesteld uit 0,4% silicium en 0,7% magnesium, wordt veel gebruikt vanwege zijn gebalanceerde lasbaarheid en thermische geleidbaarheid. Voor toepassingen met hoge belasting worden legeringen zoals 7075 (5,6% zink) verkozen vanwege hun verhoogde treksterkte tot 572 MPa.
Precieze controle van extrusieparameters zorgt voor consistente kwaliteit:
Het aanpassen van deze factoren met ±5% kan de energieconsumptie met 12% verminderen terwijl de profielintegriteit behouden blijft.
De matrijs fungeert als blauwdruk voor aluminiumprofielen, waarbij verhitte staven worden omgezet in nauwkeurige dwarsprofielen. Belangrijke onderdelen zijn:
Drie soorten matrijzen domineren de productie:
De effectieve steunlengte—het contactoppervlak tussen de persvorm en het aluminium—blijkt cruciaal voor het beheersen van de materiaalstroming. Dikkere profielsecties vereisen langere steunlengten om de perssnelheid gelijk te trekken met dunner gevormde delen, waardoor fouten zoals wringing of oppervlaktegolven worden voorkomen.
Moderne CAD-software biedt micronnauwkeurigheid bij het ontwerpen van persvormen, met geavanceerde simulaties die thermische uitzetting (0,1-0,3% bij 450-500°C) en materiaalstromingsdynamiek voorspellen. Ontwerpers richten zich op:
Complexe multi-voidprofielen vereisen geavanceerde kernsystemen met thermische compensatie-eigenschappen. Een studie uit 2023 toonde aan dat geoptimaliseerde matrijzenontwerpen het materiaalverlies met 22% verminderen, terwijl de productiecapaciteit van extrusieperssen met 15-18% stijgt bij brugvormige holle profielen.
Ondanks technologische vooruitgang blijven belangrijke beperkingen bestaan:
| Uitdaging | Praktische beperking |
|---|---|
| Minimale wanddikte | 0,5 mm voor 6xxx-legeringen in standaardmatrijzen |
| Hoekscherpheid | Minimale 0,8 mm radius voor spanningverdeling |
| Tussenruimte-afstand | maximaal 3:1 diepte-breedteverhouding |
Dunne wanden onder 1 mm lopen risico op scheuren tijdens de extrusie, terwijl scherpe hoeken resulterende spanningen opbouwen. Multi-kamerprofielen vereisen een geleidelijke extrusiesnelheid onder de 12 m/min om dimensionale stabiliteit te behouden—een reductie van 40% vergeleken met enkelvoudige void-extrusies.
Goede thermische controle is essentieel om aluminiumprofielen intact te houden terwijl ze tijdens het productieproces door de matrijs gaan. Wanneer de staven worden verwarmd tussen ongeveer 400 en 500 graden Celsius (het exacte bereik hangt af van het type legering waarmee wordt gewerkt), leidt dit daadwerkelijk tot een vermindering van de benodigde extrusiedruk met ongeveer 30 tot 40 procent in vergelijking met wanneer alles begint bij kamertemperatuur. Het in stand houden van juiste temperatuurverschillen in het materiaal helpt bij het voorkomen van vervelende oppervlaktebarsten die ontstaan wanneer het metaal ongelijkmatig stroomt. Het zorgt er ook voor dat de maatvoering van de dwarsdoorsnede consistent blijft gedurende het profiel, wat erg belangrijk is voor onderdelen die worden gebruikt in auto's of gebouwen waar precisie van groot belang is. Moderne extrusielijnen zijn tegenwoordig uitgerust met infraroodsensoren die de temperatuur van de staven in real time controleren, binnen een tolerantie van plus of min 5 graden Celsius. Dit niveau van monitoring reduceert aanzienlijk het afval veroorzaakt door temperatuurschommelingen tijdens de productie.
De 6000-serie legeringen zoals 6061 en 6063 vereisen extrusietemperaturen van ongeveer 470 tot 510 graden Celsius als we goede ductiliteit willen zonder te komen in de buurt van smeltingsproblemen. Met die sterkere materialen uit de 7000-serie wordt het echter anders. Deze vereisen zorgvuldig temperatuurbeheer tussen ongeveer 380 en 420 graden om te voorkomen dat de korrelgrenzen verzwakken. Enkele recente onderzoeken wijzen erop dat het afkoelen van 6082-legeringsprofielen met ongeveer 25 graden per minuut na het verlaten van de matrijs de treksterkte met ongeveer 15% kan verhogen. Als de temperaturen buiten deze aanbevolen bereiken komen, treden er vrij snel problemen op.
Operators passen parameters dynamisch aan op basis van legeringsspecifieke fasendiagrammen om de productiesnelheid (15-50 m/min) in balans te brengen met metallurgische eisen.
Geëxtrudeerde aluminiumprofielen worden direct gekoeld om de structuur te stabiliseren. Luchtkoeling is geschikt voor standaardlegeringen, terwijl waterkwenching snelle stolling oplevert voor warmtebehandelbare kwaliteiten, waardoor de hardheid met 15-20% toeneemt. Dit stadium bepaalt de dimensionale nauwkeurigheid — ongelijkmatig koelen kan restspanningen veroorzaken die 25 MPa overschrijden in kritieke delen.
Profielen worden met 0,5-3% uitgerekt om de korrelstructuur te aligneren en interne spanningen op te heffen. Precisiesnijden zorgt ervoor dat de lengtes voldoen aan toleranties binnen ±1 mm/m. Geavanceerde lasersystemen bereiken snijsnelheden van 12 m/min terwijl ze een oppervlakteruwheid behouden van minder dan Ra 3,2 µm.
T6-temperatuurbehandeling verhoogt de profielen tot 277°C (530°F) gedurende 4-6 uur, waardoor de treksterkte met 30-40% stijgt vergeleken met niet-verwarmde legeringen. Gerichte ovenkoeling met 50°F/uur voorkomt microscheurtjes in complexe geometrieën.
Kunstmatige veroudering bij 160-200°C (320-390°F) gedurende 8-18 uur optimaliseert neerslagverharding in legeringen van de 6000/7000-serie. Dit proces verhoogt de vloeigrens tot 380 MPa (55 ksi) terwijl de rekwaarde boven de 8% blijft—essentieel voor luchtvaart- en auto-toepassingen waarbij vermoeingsbestendigheid vereist is.
De juiste oppervlaktebehandeling kan gewone aluminiumprofielen transformeren tot componenten die echt bestand kunnen bieden tegen moeilijke omstandigheden. Neem bijvoorbeeld anodiseren. Dit proces vormt een beschermende oxide laag door gebruik van elektriciteit, waardoor het metaal veel bestendiger wordt tegen corrosie dan regulier aluminium. Sommige tests tonen aan dat het tot drie keer langer kan meegaan voordat er tekenen van slijtage zichtbaar worden. Bovendien kunnen fabrikanten tijdens ditzelfde proces kleuren toevoegen die jarenlang hun kleur behouden zonder te vervagen. Dan is er nog poedercoating, een methode die anders werkt maar vergelijkbare voordelen biedt. De coating hecht zich aan het metaal via statische lading en hardt vervolgens uit bij verwarming, waardoor een afwerking ontstaat die bestand is tegen zonbeschadiging en krassen. Praktijktests tonen aan dat geanodiseerde oppervlakken meer dan tweeduizend uur kunnen doorstaan in zoutnevelkamers volgens ASTM-standaarden, en dat ze hun kleurintegriteit gedurende decennia behouden. Daarom zien we deze behandelingen zo vaak terug op plaatsen waar de omstandigheden echt extreem zijn, of het nu gaat om gebouwen in de buurt van de oceaan of om apparatuur die wordt gebruikt in chemische fabrieken. De initiële investering loont zich ruimschoots, omdat deze bewerkte onderdelen gedurende hun levensduur veel minder onderhoud vereisen.
Industriële sectoren maken gebruik van de ontwerpvrijheid van extrusie om doelgerichte aluminiumoplossingen te creëren die voldoen aan precieze ruimtelijke, functionele en wettelijke eisen. Belangrijke aanpassingsmethoden zijn:
De productiesector bereikt 15-25% materiaalbesparing door topologie-geoptimaliseerde extrusieontwerpen, terwijl de bouwsector profiteert van geïntegreerde thermische barrières die de energie-efficiëntie verbeteren. Secundaire bewerking onderscheidt de profielen verder via precisiesnijwerk zoals draad of montageaansluitingen. Deze flexibele engineeringaanpak maakt toepassingsspecifieke innovatie mogelijk in diverse industrieën.
Het aluminium-extrusieproces is een thermomechanische methode waarmee cilindrische aluminiumbouwstenen worden omgezet in dwarsprofielen die worden gebruikt in verschillende industrieën, zoals de bouw- en de auto-industrie.
De keuze van de legering is cruciaal, omdat deze de sterkte, corrosiebestendigheid en vervormbaarheid van een profiel bepaalt. Verschillende legeringen worden gekozen op basis van de belastingen en eisen van de toepassing.
Juiste temperatuurregeling en verwarming zorgen ervoor dat het extrusieproces de integriteit van de aluminiumprofielen behoudt, defecten zoals oppervlaktebarsten voorkomt en een consistente maatnauwkeurigheid van het dwarsprofiel garandeert.
Een full-service oplossingsaanbieder die R&D, productie, verkoop en supply chain management combineert.
