EN
Hliníkové extrúzie začínajú, keď sa tieto okrúhle ingoty zahrejú na teplotu približne 800 až takmer 900 stupňov Fahrenheita. Tým sa kov stane dostatočne mäkkým na spracovanie. Potom príde na rad ťažká technika - hydraulické piesty tlačia zahriaty ingot cez špeciálne oceľové matrice pod tlakom, ktorý môže presiahnuť 15 000 libier na štvorcový palec. Výsledkom sú dlhé profily, ktoré v podstate kopírujú tvar vnútra matrice. Keď kov opustí maticu, čakajú chladiace systémy, ktoré všetko vrátia späť do tuhého stavu a zároveň udržiavajú rozmery presné. Celý proces premieňa surový hliník na všeličo zložitých priamych dielov s veľmi malým množstvom odpadu. Predstavte si to ako keby ste vytlačili zubnú pastu z tuby, ale oveľa väčšie a namiesto prstov tu pracujú skutočné priemyselné stroje.
Zliatina hliníka 2020 má tento špeciálny obsah medi, ktorý zabezpečuje pomerne veľkú odolnosť voči spracovaniu počas extrúznych procesov. Aby sa prekonala vysoká odolnosť pri tvárnení, výrobcovia musia pozorne upraviť nastavenie tlaku piestu. Teplota zohráva rovnako významnú úlohu. Udržiavanie teploty okolo 750 až 850 stupňov Fahrenheita (to zodpovedá približne 399 až 454 stupňov Celzia) pomáha zabezpečiť rovnomerný tok materiálu cez výlisky a zároveň sa vyhýba tým neprijemným problémom s prehriatím. Pri práci s bežnými T-profily s rozmermi približne 20 krát 20 milimetrov môžu steny v skutočnosti dosahovať hrúbku až jeden milimeter. A viete čo? Tieto praktické T-drážky sa vytvárajú naraz, bez nutnosti viacerých prechodov. Výsledkom sú profily s medzou klzu približne 215 megapascalov. Takáto pevnosť je vynikajúca pre výstavbu konštrukcií a zanecháva dostatok priestoru na ďalšie spracovanie ako napríklad orezanie dielcov na požadovanú veľkosť alebo následné nanášanie ochranných povlakov.
Spôsob návrhu lisovacích matíc zohráva dôležitú úlohu pri určovaní výsledného tvaru extrudovanej hliníkovej zliatiny 2020. Viacdutinové matice umožňujú výrobcom vytvárať komplexné prvky, ako sú T-drážky, v rámci jediného extrúzneho procesu. Po vytvarovaní prechádzajú tieto profily buď T5, alebo T6 tepelným spracovaním. Tento proces zahŕňa najskôr ochladzovanie (quenching) a následne starnutie pri teplote približne 175 °C (350 °F) po dobu zhruba ôsmich hodín. Týmto spracovaním sa zvýši medza pevnosti o 25 až 30 percent a zároveň sa odstránia nežiaduce vnútorné napätia. Všetko spolu znamená, že vieme vyrábať veľmi detailné konštrukčné súčiastky, ktoré by nebolo možné vyhotoviť obrábaním. Myslite na konštrukčné komponenty pre budovy alebo priemyselné zariadenia, kde je na prvom mieste presnosť.
Mnoho ľudí má zmätok v tom, čo presne znamená hliník 2020. Väčšina si myslí, že ide o nejakú špeciálnu zliatinu, ale v skutočnosti sa zvyčajne jedná o tieto štandardné T-drážkové profily používané v stavebníctve a výrobe. Skutočným materiálom týchto profilov sú zvyčajne zliatiny 6061-T6 alebo 6063-T5. Tieto zmesi kremíka a horčíka vynikajúco vyhovujú procesom extrúzie a zároveň poskytujú dobré mechanické vlastnosti. Ak hovoríme o číslach, tieto materiály dosahujú približne 215 MPa medze klzu, čo je o 25 % viac ako u bežného architektonického hliníka. Čo ich výrazne odlišuje? Ich mechanické vlastnosti sú rozhodujúce pre požiadavky na konštrukčnú stabilitu a trvanlivosť v rôznych priemyselných aplikáciách.
Táto rovnováha medzi pevnosťou a nízkou hustotou robí z materiálu ideálnu voľbu pre aplikácie, kde sú kľúčové konštrukčná stabilita a zníženie hmotnosti.
Hliníková zliatina 2020 vytlačená profilovo je známa svojou spoľahlivou konštrukčnou odolnosťou, pretože hliník prirodzene odoláva únave a udržiava stabilitu aj pri zmenách teploty. Diely vyrobené z tohto materiálu si zachovávajú svoj tvar a rozmery pomerne dobre, či už sú vystavené veľmi chladným podmienkam okolo mínus 80 stupňov Celzia, alebo horúcim prostrediam až do 150 stupňov Celzia. Zaujímavosťou je, že hliník zvláda rozšírenie oveľa lepšie ako plastické materiály – skutočne o polovicu nižšia miera rozšírenia. Reálne testovanie ukazuje, že po desať rokoch používania v náročných automobilových aplikáciách tieto komponenty stále udržiavajú približne 95 percent svojich pôvodných pevnostných vlastností. Okrem toho, keďže hliník vyniká vysokou tepelnou vodivosťou, pomáha pri riadení akumulácie tepla v pohybujúcich sa častiach a systémoch, kde je riadenie teploty kľúčové pre dlhodobý prevádzku.
Profilovaný hliník 2020 ponúka vynikajúcu pevnosť pre množstvo aplikácií, aj keď výrobcovia často využívajú zliatinu 6061, ktorá obsahuje meď. Aký je problém? To znižuje odolnosť voči korózii v porovnaní s hořčíkovými alternatívami, ako sú 5052 alebo 5083. Z tohto dôvodu väčšina výrobcov pri práci na miestach, kde je prítomná vlhkosť alebo chemikálie, aplikuje ochranné povlaky. Anodizácia alebo práškové náterové systémy sú potrebné, aj keď tieto dodatočné kroky zvýšia výrobné náklady približne o 15 až 20 percent. Stále to však stojí za to, keďže diely takto upravené vydržia podľa priemyselných testov stanovených štandardmi ASTM dvojnásobok trvanlivosti v náročných podmienkach.
Extrudovaný hliník 2020 sa vyskytuje v troch hlavných typoch, ktoré ponúkajú dobrú pevnosť a zároveň sú dostatočne všestranné pre rôzne aplikácie. Plné tyče sú dostupné v priemeroch od 10 mm do 150 mm a často sa používajú vo strojových konštrukciách alebo ako konštrukčné podpery v rôznych priemyselných odvetviach. Ďalej tu sú konštrukčné profily, ako sú drážky, nosníky alebo obľúbené T-profily s rozmerom 20x20 mm, ktoré sa v súčasnosti všeobecne používajú. Tieto profily v podstate slúžia ako stavebné bloky pre montáž automatizovaných systémov a pracovných staníc na výrobných plochách. Pre potrubné systémy poskytujú presné rúrky z tejto zliatiny výraznú výhodu z hľadiska úspory hmotnosti v porovnaní s oceľovými protikusmi. Hovoríme o približne 30 až 40 percentách ľahších komponentov, čo má pri rozsiahlych inštaláciách veľký význam. To, čo robí z týchto štandardných tvarov takú cennú ponuku, je ich schopnosť umožniť rýchlu montáž bez potreby špeciálnych nástrojov počas výstavby aj bežných výrobných operácií.
Vlastná konštrukcia formy umožňuje výrobcom vytvárať špeciálne profily, ktoré spĺňajú konkrétne funkčné požiadavky v rôznych odvetviach. Vezmite si napríklad zdravotnícke prístroje, kde sú diely z jednej extrúzie začali nahrádzať tie zložité zostavy z viacerých častí. Táto zmena vytvára hladké povrchy, ktoré je medzi zákrokmi ľahšie čistiť a sterilizovať. Ak sa pozrieme na aplikácie v leteckom priemysle, vidíme, že konektory sú navrhnuté s integrovanými chladiacimi kanálmi priamo v nich. Tieto inovácie pomáhajú lepšie odvádzať teplo v porovnaní s tradičnými modelmi, niekedy dokonca znížiť tepelné problémy približne o 17 percent podľa poľných testov. Pri konštrukcii robotických ramien inžinieri zahŕňajú profily, ktoré obsahujú priestor na káblové prepojenia bez poškodenia štrukturálnej pevnosti. Čo sa týka presnosti, extrudované diely môžu dosahovať tolerancie v rozsahu približne plus alebo mínus 0,1 milimetra. Táto úroveň presnosti znamená výrazne menšiu potrebu ďalšej obrábacie práce po výrobe, čím môžu spoločnosti ušetriť až tri štvrtiny nákladov, ktoré by inak minuli na frézovacie procesy.
Hliníkové profily 2020 sa stali veľmi dôležitými pre ľahčenie automobilov, najmä čo sa týka elektromobilov. Keďže elektromobily musia nosiť ťažké batériové balíčky, zníženie celkovej hmotnosti vozidla má veľký význam. Výbornou vlastnosťou tejto hliníkovej zliatiny je jej pevnosť v porovnaní s jej nízkou hmotnosťou. Výrobcovia áut môžu postaviť konštrukcie s hmotnosťou o 30 až 40 percent nižšou v porovnaní s oceľou, a pritom dodržať bezpečnostné štandardy pri nárazoch. Pre diely ako priečne nosníky a upevnenia podvozku inžinieri vytvárajú tieto zložité extrúzie s viacerými dutými časťami vo vnútri. Tieto konštrukcie pomáhajú lepšie rozdeľovať sily pri nehodách a efektívnejšie pohlcovať nárazy. Nižšia hmotnosť znamená lepšiu spotrebu paliva u bežných áut a dlhší dojazd u elektromobilov. Okrem toho existuje ešte jeden menej známy benefit: hliník vynikajúco vedie teplo, čo pomáha udržiavať batérie pri optimálnej teplote, čo bude čoraz dôležitejšie, keď sa budeme posúvať k pokročilejším technológiám elektromobilov v nadchádzajúcich rokoch.
Hliníkový profil 2020 má významnú úlohu v leteckých aplikáciách, ako sú rebra krídla a diely podvozka. Každý ušetrený kilogram sa priamo premietne do lepšej palivovej účinnosti lietadiel. Väčšina komerčných lietadiel získava zhruba 80 % svojej celkovej hmotnosti z rôznych druhov hliníkových zliatin. Ak sa pozrieme na dopravné odvetvia, tento materiál sa používa v konštrukciách koľajových vozidiel a rôznych námorných výrobkoch, pretože dokáže odolať opakovaným namáhacím cyklom bez porúch. Pre modulárne stavebné projekty sú vlastné extrúzie skutočnými zmenovými faktormi. Umožňujú stavbárom veľmi rýchlo montovať prefabrikované konštrukcie pomocou týchto snap-fit spojov. Stavebné firmy uvádzajú, že pri práci s týmito systémami dokážu znížiť pracovné náklady na stavbe takmer o polovicu. Konzistentné výkony a rýchle inštalačné časy zabezpečujú, že hliník 2020 ostáva nevyhnutným pre kľúčové infraštrukturálne práce, kde zároveň spoľahlivosť aj rýchlosť hrajú rozhodujúcu úlohu.
Popredný výrobca elektromobilov prepracoval predný rám svojho top modelu SUV pomocou extrudového hliníka 2020. Inžinieri vyvinuli jednotný rám podvozku so vstavanými vystužujúcimi kanálmi, ktoré nahrádza viac než 120 oceľových súčiastok jedinou extrudovanou štruktúrou. Tento prepracovaný návrh dosiahol:
Súčiastka odolala 1 000 hodinám testovania so slanou fúkou, čím splnila normy trvanlivosti a zároveň ostala plne recyklovateľná – čo je v súlade so smernicami udržateľnosti v modernej automobilovej výrobe.
Hliníkové profily 2020 ponúkajú vysokú pevnosť v pomere k svojej hmotnosti, pričom sú približne o jednu tretinu ľahšie ako oceľ, ale zároveň odolávajú podobnému zaťaženiu. To má vplyv na úsporu energie počas prepravy a výrobných procesov. Ľahšie súčiastky znamenajú, že vozidlá a lietadlá spotrebujú menej paliva a továrne celkovo využívajú menej elektrickej energie. Niektoré štúdie ukazujú úspory vo výške 30–35 % v automobilovom a leteckom priemysle. Zaujímavé je aj to, ako efektívne funguje samotná extrúzna metóda. V porovnaní s inými metódami vzniká pri nej veľmi málo odpadu. Ak všetko prebieha hladko na výrobe, odpad zostáva pod 5 %. Takáto efektívnosť je dôležitá najmä pri výrobe konštrukcií pre elektrické automobily alebo pri montáži modulárnych budov, kde každý kúsok materiálu prispieva k vytvoreniu niečoho ekologickejšieho a dlhodobo nákladovo efektívnejšieho.
Séria 2020 pomáha výrobcom byť ekologickým, pretože ju možno opakovane recyklovať bez straty pevnosti alebo kvality. Keď podniky recyklujú extrudovaný hliník namiesto výroby nového materiálu od základov, ušetria približne 95 % nákladov na energiu v porovnaní s primárnymi výrobnými metódami. To znižuje uhlíkovú stopu o približne 90 % počas celého životného cyklu produktu. Zaujímavosťou je, že približne tri štvrtiny všetkého hliníka vyrobeného v histórii sa stále niekde používa, čo vysvetľuje, prečo tento materiál dobre zapadá do modelov kruhového hospodárstva. Vďaka týmto výhodám recyklácie si mnohí architekti a inžinieri vyberajú extrudovaný hliník 2020 pre projekty smerujúce k certifikácii LEED alebo pre projekty, ktoré sa riadia prísnymi emisnými predpismi. Pre podniky sústredené na ciele udržateľnosti sa stáva dôležitým zvážením výber stavebných komponentov vedomie, že materiály budú aktívne slúžiť aj dlho po ich pôvodnom použití.
Proces extrúzie hliníka zahŕňa zahrievanie okrúhlych ingotov, aby boli dostatočne mäkké na to, aby ich hydraulické piesty mohli prežmýkať cez špeciálne oceľové výlisky a vytvoriť z nich profily so zminimalizovaným odpadom.
Zliatina hliníka 2020 sa používa pre svoju vysokú medzu klznosti, čo ju činí ideálnou pre konštrukčné komponenty vyžadujúce si trvanlivosť a nosné vlastnosti.
Extrudovaný hliník 2020 sa používa v automobilových podvozkoch, leteckom priemysle, doprave a modulárnej výstavbe vďaka svojej ľahkosti, pevnosti a trvanlivosti.
Extrudovaný hliník 2020 možno recyklovať, čo umožňuje výrobcom výrazne ušetriť náklady na energie a znížiť ich uhlíkovú stopu, čím sa podporuje udržateľnosť.
