EN
Alüminyum ekstrüzyon işlemi, bu yuvarlak kalınlıkların yaklaşık 800 ila neredeyse 900 derece Fahrenheit'a kadar ısıtılmasıyla başlar. Bu da metali çalışılabilir hale getirir. Ardından gelen ağır iş kısımı ise, hidrolik silindirlerin sıcak kalıbı, inch kare başına 15 binden fazla pounda ulaşan basınçla özel olarak hazırlanmış çelik kalıplardan geçirilmesidir. Çıkan ürün, kalıbın içindeki şekli temel olarak kopyalayan uzun şekillerdir. Metal kalıptan çıktığında, her şeyi tekrar katı hale getirirken boyutsal doğruluğu koruyan soğutma sistemleri beklemektedir. Tüm süreç, hammadde olarak kullanılan alüminyumun çok az atık oluşturarak oldukça karmaşık düz parçalara dönüşmesini sağlar. İşlemi, diş macunu tüpünden macunu sıkmaya benzetebilirsiniz, ancak çok daha büyük boyutlarda ve el yerine endüstriyel makineler tarafından sıkma işlemi yapılır.
Alüminyum alaşım 2020, ekstrüzyon süreçlerinde çalışmayı oldukça zorlaştıran özel bakır içeriğine sahiptir. Şekillendirme sırasında yüksek dirence karşı koyabilmek için üreticilerin pres basıncı ayarlarını dikkatlice düzenlemeleri gerekir. Sıcaklık da oldukça önemli bir rol oynar. 750 ila 850 Fahrenheit derece (yaklaşık 399 ila 454 Santigrat) aralığında tutmak, malzemenin kalıptan tutarlı bir şekilde akmasını sağlarken aşırı ısınma sorunlarından kaçınmak için hayati öneme sahiptir. Yaklaşık 20 x 20 milimetre boyutlarında standart T-kanal profiller üzerinde çalışırken, aslında duvar kalınlıkları yalnızca bir milimetre kalınlığa kadar düşürülebilir. Ve tahmin edin ne? Bu pratik T-kanallar, birden fazla işlem yapmaya gerek kalmadan tek seferde oluşur. Sonuçta elde edilen profiller yaklaşık 215 megapaskal kadar akma dayanımına sahiptir. Bu düzeyde dayanım, yapısal sistemlerin inşası için oldukça uygundur ve sonrasında parçaların boyutuna göre kesilmesi ya da koruyucu kaplamaların uygulanması gibi ilave işlemler için yeterli alan bırakır.
Kalıpları nasıl tasarladığımız, ekstrüzyonla şekillendirilen 2020 alüminyumun son şekillenmesinde büyük bir rol oynar. Çok odacıklı kalıplar, üreticilerin tek bir ekstrüzyon süreci içinde T kanallar gibi karmaşık detayları üretmesine olanak tanır. Şekillendirildikten sonra bu profiller T5 veya T6 ısıl işlemlerinden geçirilir. Bu işlem, önce soğutma ve ardından yaklaşık 350 Fahrenheit derecede sekiz saat boyunca yaşlandırma sürecini içerir. Bu işlem, çekme dayanımını %25 ila %30 artırırken aynı zamanda iç gerilmeleri de ortadan kaldırır. Tüm bu süreç bir araya getirildiğinde, hassasiyetin en ön planda olduğu bina yapı elemanları ya da endüstriyel ekipmanlar gibi yük taşıyan çok detaylı parçalar üretmek mümkün olur. Bu yöntemle üretilen parçalar, talaşlı imalatla yapılmaya çalışıldığında işlevsel olmayabilir.
Birçok insan, alüminyum 2020'nin tam olarak ne anlama geldiğini karıştırır. Çoğu kişi bunun özel bir alaşım olduğunu düşünür, ancak aslında genellikle inşaat ve imalatta kullanılan standart T-kanal profillerini ifade eder. Bu profillerin arkasındaki gerçek malzemeler genellikle 6061-T6 veya 6063-T5 alaşımlarından oluşur. Bu silikon-magnezyum karışımları ekstrüzyon süreçleri için oldukça uygundur ve aynı zamanda iyi mekanik performans sağlar. Sayısal olarak değerlendirildiğinde, bu malzemeler yaklaşık 215 MPa akma dayanımı sağlar ve bu değer, normal mimari alüminyumdan yaklaşık %25 daha yüksektir. Onları ayıran nedir? Mekanik özellikleri, çeşitli endüstriyel uygulamalarda yapısal bütünlük ve dayanıklılık gereksinimlerinde fark yaratır.
Bu kuvvet ve düşük yoğunluk dengesi, yapısal bütünlüğün ve ağırlık azaltmanın kritik olduğu uygulamalar için malzeme ideal hale getirir.
Ekstrüzyon alüminyum 2020 grade, alüminyumun doğal olarak yorulmaya dirençli olması ve sıcaklık değişikliklerine rağmen stabilitesini koruması nedeniyle güvenilir yapısal performansıyla bilinir. Bu malzemeden üretilen parçalar, eksi 80 derece Celsius gibi çok soğuk koşullarda ya da 150 derece Celsius’a kadar sıcak ortamlarda bile şekillerini ve boyutlarını oldukça iyi korurlar. İlginç olan, alüminyumun plastik malzemelere göre genleşmeye ne kadar daha iyi dayanabildiğidir – aslında genleşme oranı yaklaşık olarak plastiklerin yarısı kadardır. Gerçek dünya testleri, otomotiv sektörünün zorlu uygulamalarında on yıl çalıştırıldıktan sonra bile bu bileşenlerin orijinal dayanıklılık özelliklerinin yaklaşık %95’ini hâlâ koruduğunu göstermiştir. Ayrıca alüminyumun ısıyı çok verimli bir şekilde iletmesi nedeniyle hareketli parçalarda ve uzun süreli çalışma için sıcaklık kontrolü büyük önem arz eden sistemlerde ısı birikimini yönetmede de yardımcı olur.
Ekstrüde alüminyum 2020, birçok uygulama için iyi bir dayanıklılık sağlar; ancak üreticiler genellikle bakır içeren 6061 alaşımına yönelirler. Sorun nedir? Bu durum, magnezyum bazlı olan 5052 veya 5083 gibi seçeneklere kıyasla korozyona daha az dirençli hale getirir. Bu zayıflık nedeniyle, çoğu üretici nem veya kimyasalların bulunduğu ortamlarda çalışırken koruyucu kaplamalar uygular. Anotlama veya toz boya gibi işlemler, üretim maliyetlerini yaklaşık %15 ila %20 artırmasına rağmen zorunluluk haline gelir. Ancak ASTM standartları tarafından belirlenen endüstriyel testlere göre bu şekilde işlenmiş parçalar zorlu ortamlarda iki kat daha uzun ömürlü olduğu için bu ek harcama hala değerlidir.
Ekstrüzyon alüminyum 2020, çeşitli uygulamalar için yeterince yönlendirilebilir olmakla birlikte iyi bir dayanıklılık sunan üç ana türe gelir. Katı çubuklar 10 mm ile 150 mm çaplar arasında mevcuttur ve genellikle farklı endüstrilerde makine şaselerinde veya yapısal desteklerde bulunur. Ayrıca kanallar, I-kirişler gibi yapısal profiller ve günümüzde herkesin kullandığı popüler 20x20 mm T-kanallı şase profilleri vardır. Bu profiller temel olarak fabrika zeminlerinde otomatik sistemler ve iş istasyonları kurmak için yapı taşları gibi işlev görür. Akışkan sistemler için bu alaşımdan üretilen hassas borular, çelik eşdeğerlerine kıyasla ciddi ağırlık tasarrufu avantajı sağlar. Burada bahsedilen yaklaşık %30 ila %40 daha hafif komponentler, büyük ölçekli tesislerle çalışırken büyük bir fark yaratır. Tüm bu standart şekillerin bu kadar değerli olmasının sebebi, hem inşaat projelerinde hem de sıradan üretim operasyonlarında özel araç gereçlere ihtiyaç duymadan hızlı montaj imkanı sağlamalarıdır.
Özel kalıp mühendisliği, üreticilerin sektörler arası özel fonksiyonel gereksinimleri karşılayan profiller oluşturmasına olanak tanır. Örneğin tıbbi cihazlarda, tek ekstrüzyon parçalar artık karmaşık çok parçalı montajların yerini almaya başlamıştır. Bu değişim, prosedürler arasında temizlenmesi ve sterilize edilmesi daha kolay olan düzgün yüzeyler oluşturur. Havacılık uygulamalarına bakıldığında, içlerine soğutma kanalları entegre edilmiş konnektörlerin tasarlandığı görülür. Bu yenilikler, saha testlerine göre geleneksel modellere kıyasla bazen termal sorunları yaklaşık %17 oranında azaltarak daha iyi ısı dağılımı sağlar. Robot kolu yapımı açısından, mühendisler yapısal dayanıklılığı etkilemeden kablo için boşlukları olan profilleri devreye sokarlar. Hassasiyet konusunda ekstrüde edilmiş parçalar üretim sonrasında fazladan işleme işlerini büyük ölçüde azaltan yaklaşık artı eksi 0.1 milimetre toleranslarında doğruluk seviyesine ulaşabilir. Bu düzeydeki hassasiyet, şirketlerin frezeleme süreçlerinde harcayacakları miktarın yaklaşık dörtte üçüne kadar tasarruf sağlayabilir.
Alüminyum 2020 ekstrüzyonlar, özellikle elektrikli araçlarda, araçları hafifletmek için oldukça önemli hale gelmiştir. Elektrikli araçlar (EV'ler) ağır batarya paketlerini taşımak zorunda olduklarından, aracın toplam ağırlığını azaltmak büyük fark yaratır. Bu alüminyum alaşımın harika olan tarafı, aslında ne kadar hafif olduğuna kıyasla sağladığı mukavemetidir. Otomobil üreticileri, çelikle elde edilecek ağırlığın yaklaşık yüzde 30 ila 40 daha az olduğu, ancak yine de çarpışma güvenliği standartlarını karşılayan çerçeveler inşa edebilir. Enine kirişler ve süspansiyon bağlantı noktaları gibi parçalar için mühendisler içi boş çoklu bölümlerden oluşan bu karmaşık ekstrüzyonları üretirler. Bu tasarımlar kazalarda kuvvetlerin daha iyi dağılmasına yardımcı olur ve darbeyi daha etkili şekilde emer. Daha hafif bir araç, normal otomobiller için yakıt tasarrufu ve elektrikli olanlar içinse daha uzun sürüş menzilleri sağlar. Ayrıca pek çok kişinin fazla bahsetmediği başka bir avantaj daha vardır: Alüminyumun ısıyı çok iyi iletmesi nedeniyle bataryaların optimal sıcaklıkta tutulmasına yardımcı olur. Bu durum, önümüzdeki yıllarda daha gelişmiş elektrikli araç teknolojilerine doğru ilerlerken giderek daha da önem kazanmaktadır.
Ekstrüde edilmiş alüminyum 2020, kanat çıtalari ve iniş takımı parçaları gibi havacılık uygulamalarında önemli bir rol oynar. Tasarruf edilen her kilogram, doğrudan uçaklar için daha iyi yakıt verimliliği sağlar. Ticari uçakların çoğu toplam ağırlıklarının yaklaşık %80'ini farklı alüminyum alaşımlarından sağlar. Ulaşım sektörlerine baktığımızda bu malzeme, tekrarlayan stres döngülerine dayanabilme özelliği nedeniyle raylı sistem araçlarının çerçevelerinde ve çeşitli deniz donanımlarında kullanılır. Modüler inşaat projeleri için özel ekstrüzyonlar adeta oyunun kuralını değiştirir. İnşaatçıların snap fit (kaydırarak sabitleme) bağlantılarla süper hızlı şekilde prefabrik yapıları bir araya getirmesine olanak tanır. Söz konusu sistemlerle çalışan müteahhitler, işçilerin sahadaki iş yüklerinin neredeyinde yarıya indiğini bildiriyor. Güvenilir performansı ve kurulum hızı nedeniyle alüminyum 2020, hem güvenilirliğin hem de hızın en çok arandığı kritik altyapı projelerinde vazgeçilmez bir malzeme olarak kalmaktadır.
Önde gelen bir elektrikli araç üreticisi, 2020 yılındaki alüminyum ekstrüzyon kullanarak SUV modelinin alt şasesini yeniden tasarladı. Mühendisler, 120'den fazla çelik parçanın yerine tek bir ekstrüde yapıyla birleştirilmiş şasi rayları ve içteki takviye kanalları geliştirdi. Yeniden tasarım şunları sağladı:
Bileşen, tuz buğu testinde 1.000 saati başarıyla geçti, modern otomotiv üretimindeki sürdürülebilirlik düzenlemelerine uygun şekilde dayanıklılık standartlarını karşıladı ve tamamen geri dönüştürülebilir özelliği korundu.
Alüminyum 2020 ekstrüzyonlar, ağırlıklarına göre büyük bir dayanıklılık sunar; çeliğin yaklaşık üçte biri kadar ağırlıkta olmalarına rağmen benzer yükleri taşıyabilecek kadar sağlamdırlar. Bu özellik, taşımacılık ve üretim süreçlerinde enerji tasarrufu sağlarken gerçek bir fark yaratır. Daha hafif parçalar, araçların ve uçakların daha az yakıt tüketmesini sağlar; fabrikalarda ise genel elektrik kullanımının azalmasına neden olur. Bazı çalışmalar, otomotiv ve havacılık sektörlerinde belirli uygulamalarda %30-35 oranında tasarruf edilebileceğini göstermektedir. İlginç olan, ekstrüzyon metodunun ne kadar verimli çalışmasıdır. Diğer yöntemlerle karşılaştırıldığında burada çok fazla atık oluşmaz. Üretim hattında her şey sorunsuz işlediğinde, hurda oranı %5'in oldukça altında kalabilir. Bu tür verimlilik, özellikle elektrikli arabalar için şaselerin oluşturulmasında ya da modüler binaların inşasında, her bir malzemenin daha yeşil ve uzun vadede maliyet açısından daha etkili bir yapı oluşturulmasında büyük önem taşır.
2020 serisi, üreticilerin yeşil enerjiye geçmesine yardımcı olur çünkü mukavemetini veya kalitesini kaybetmeden tekrar tekrar geri dönüştürülebilir. Şirketler alüminyum ekstrüzyonu geri dönüştürüp yeni ürünleri sıfırdan üretmek yerine, birincil üretim yöntemlerine kıyasla yaklaşık %95 enerji maliyeti tasarrufu sağlar. Bu da ürünün tam yaşam döngüsü boyunca karbon ayak izini yaklaşık %90 azaltır. Tarihte üretilmiş olan alüminyumun yaklaşık üç çeyreği hâlâ bir yerlerde kullanılmaktadır. Bu da dairesel ekonomi modellerine nasıl mükemmel uyduğunu gösterir. Bu geri dönüştürme avantajları nedeniyle, LEED sertifikasyonu hedefleyen veya sıkı emisyon yönetmelikleri kapsamında çalışan projelerde mimarlar ve mühendisler sıklıkla 2020 ekstrüzyon alüminyum tercih ederler. Sürdürülebilirlik hedeflerine odaklanan işletmeler için, malzemelerin ilk kullanımından sonra da uzun süre verimli çalışır durumda kalacak olması, yapı bileşenleri seçilirken büyük bir etken haline gelir.
Alüminyum ekstrüzyon süreci, dairesel ingotların ısıtılmasını, hidrolik silindirler tarafından özel çelik kalıplardan geçirilebilecek kadar yumuşatmak ve profil oluştururken atığı en aza indirgemek için içerir.
Alüminyum alaşımı 2020, yüksek akma dayanımı nedeniyle dayanıklılığa ve yük taşıma özelliklerine ihtiyaç duyulan yapısal bileşenler için idealdir.
Ekstrüde alüminyum 2020, hafif, güçlü ve dayanıklı yapısı nedeniyle otomotiv şasilerinde, havacılık uygulamalarında, ulaşım sektöründe ve modüler konstrüksiyonlarda kullanılır.
Ekstrüde alüminyum 2020'nin geri dönüştürülebilirliği, üreticilerin enerji maliyetlerini önemli ölçüde azaltmalarını ve karbon ayak izlerini azaltarak sürdürülebilirliği teşvik etmelerini sağlar.
