Metallprofiler: Hva Det er, De Forskjellige Typene og Vanlige Applikasjoner

3D Insider er annonsestøttet og tjener penger på klikk, provisjoner fra salg og andre måter.

en av de viktigste egenskapene til metaller som grunnlag for industrialderen er dualiteten mellom å være duktil og å være sterk. Metaller er naturlig sterke og selektivt motstandsdyktige mot kjemisk og fysisk nedbrytning, men det er dens duktilitet som gjør at den kan behandles til ulike utstyrsdeler og byggematerialer.

En av de beste demonstrasjonene av metallets duktilitet er prosessen kalt metallekstrudering. Hvordan fungerer metallekstrudering, og hva er noen av de vanlige applikasjonene?

hva er metallekstrudering?

Ekstrudering Er en prosess hvor råmaterialet blir tvunget gjennom et annet stykke hardt materiale – kalt en dør – for å tvinge det til å samsvare med en forhåndsbestemt form. Tenk på det som piping glasur på en kake; ved å endre tuppen av pipeposen, kan du også endre hvordan glasur vil se ut når den berører kaken.

Ekstrudering, som en generell produksjonsprosess, er ikke eksklusiv for metaller. Det er metoden som smeltet plast slurry er dannet i tynne tråder og kuttet i pellets som skal brukes for produksjon av ulike plastprodukter. Moderne murstein produseres i stor skala ved en ekstruderingsprosess for keramikk. I næringsmiddelindustrien er bruken av en ekstruder grunnen til at vi kan kjøpe tørket pasta som er perfekt formet og kuttet.

når det gjelder metaller, er det noen unike hensyn som gjør ekstruderingsprosessen litt mer kompleks. Et mykt metall som aluminium kan ekstruderes uten forhøyet temperatur, men hardere metaller må varmes opp til en ekstruderingstemperatur, som er litt lavere enn det spesifikke metallets smeltetemperatur. Dette gjør at metallet kan være duktilt nok til å bli tvunget gjennom dysen, men stivt nok til å holde sin form rett etter.

Ekstrudering kan gjøres for å behandle praktisk talt alle industrielle metaller, inkludert titan, messing, kobber, stål og sink. Utgangsmaterialet for metallekstrudering er vanligvis en lang sylinder, kalt en rund billett.

Smøring av metallekstrudering

Friksjon mellom billet og dysen er en av de største problemene med metallekstrudering. Hvis ikke adressert, vil overdreven friksjon bety at du må utøve mer arbeid på akselen, og at dysen kan bli slitt ut for tidlig.

for å løse friksjonsproblemet bruker de fleste metallekstruderingsprosesser I Dag sejournet-prosessen til å påføre et smøremiddel på overflaten av metallet. Dette smøremiddelet er et lag av glasspulver som påføres den oppvarmede metallbilletten. Glasspulveret smelter nesten umiddelbart og danner en tynn film som fungerer som smøremiddel og fungerer som en barriere mellom metallet og dysen.

bruk av glass som smøremiddel gir to store fordeler. Den første er den lave varmeledningsevnen til glass, som effektivt isolerer dysen fra varmmetallbilletten, noe som bidrar til å unngå akselerert nedbrytning. Den andre fordelen med glass er at den lett kan fjernes fra metalldelen når den er ekstrudert.

Varm ekstrudering vs. kald ekstrudering

det kan høres rart ut å selv vurdere å gjøre kald ekstrudering siden vi alle vet at metaller er lettere å jobbe med når det er varmt. Hvorfor er kald ekstrudering enda en ting? Det er et par grunner, men la oss se på styrken og begrensningene til varm ekstrudering først.

Hot ekstrudering: Fordeler og Ulemper

1. Mindre akselarbeid

den første grunnen til å varme opp en metallkupong før ekstrudering er å forbedre metallets bearbeidbarhet. Et duktilt metall kan lettere gå gjennom en dør, og dermed trenger en mindre kraft i akselen for å presse den gjennom.

2. Bedre mekanisk styrke gjennom omkrystallisering

de fleste metaller kommer med feil i form av luftbobler fanget i matrisen av metallet. Ved å varme opp et metall og tvinge det gjennom en smal åpning, kan metallmaterialet omfordeles og fylle ut disse luftlommene. På molekylært nivå kan metallatomer omorientere og danne større, sterkere krystallinske strukturer. Dette resulterer i en generell forbedring av metallets mekaniske egenskaper.

3. Oksiderer overflaten av metallet

den største ulempen ved oppvarming av et metall før ekstrudering er det faktum at høyere temperaturer kan akselerere oksidasjonsprosessen. Selv om dette bare påvirker den ytre overflaten av den ekstruderte metalldelen, kan tapet i materiale på grunn av oksidasjon effektivt avbryte gevinsten du har gjort på delens mekaniske styrke på grunn av varm ekstrudering. Selv på kosmetisk nivå vil en oksidert metalldel aldri være ønskelig.

Kald ekstrudering: Fordeler og Ulemper

1. Raskere og mindre energikrevende prosess

selv om kraften som trengs for å presse en kald metall billet gjennom en dør er høyere, måtte varme flere hundre tonn metall i en kontinuerlig produksjonsprosess er mye mer energikrevende og tar opp mye tid. Av denne grunn foretrekker storskala produksjonsindustri å gå den kalde ekstruderingsruten hvis de kan.

2. Unngår oksidasjon

en stor fordel med ekstrudering av kulde er at du unngår problemer med oksidasjon. Dermed kommer metalldeler laget gjennom kald ekstrudering ut med en bedre finish og dimensjonsnøyaktighet.

3. Er ikke mulig for harde metaller

hvis det var mulig å gjøre kald ekstrudering for alle metaller, ville alle gjøre det. Men realiteten er at noen metaller er rett og slett for vanskelig for kald ekstrudering. Kompleksiteten til tverrsnittet av dysen må også vurderes. Svært komplekse konstruksjoner kan ikke være mulig uten duktilitetsfordelen som varm ekstrudering gir.

typer metallekstrudering

bortsett fra valget av varm eller kald ekstrudering, kan ekstruderingsprosesser og utstyr videre deles inn i hvordan billet, dør og aksel samhandler med hverandre.

Direkte ekstrudering

Direkte ekstrudering, den vanligste typen, gjøres ganske enkelt ved å tvinge en metallkupong gjennom en dør av en aksel som skyver fremover – akkurat som de fleste forestiller seg det. Enkelheten i metoden er dens største styrke, da den ikke trenger komplisert verktøy eller utstyr. En direkte ekstruderingsprosess kan brukes i både varm og kald ekstrudering.

bevegelsen av akselen inne i hulrommet og kontakten til billet og dør betyr imidlertid at prosessen skaper mye friksjon. Dette øker kraftbehovet på akselen, oversette til et større kraftbehov. Kraften som trengs for å presse billetten gjennom dysen, må også varieres for å sikre en konsekvent gjennomstrømning.

Indirekte ekstrudering

i en indirekte ekstruderingsprosess forblir billetten statisk inne i akselen mens en ram skyver dysen mot den. Ved å reversere hvilken del som beveger seg og hvilken del som er statisk, reduserer indirekte ekstrudering friksjonen som genereres av prosessen, noe som resulterer i lavere strømforbruk. Både varme og ekstruderingsprosesser kan også gjøres gjennom indirekte ekstrudering.

den største utfordringen ved indirekte ekstrudering er å støtte den ekstruderte delen, som forblir inne i akselen. Dette betyr også at det må tas et ekstra skritt for å fjerne den ekstruderte delen fra akselen, noe som reduserer prosessen litt.

Hydraulisk ekstrudering

som navnet antyder, bruker hydraulisk ekstrudering den mekaniske fordelen av hydraulisk væske (vanligvis ricinusolje) for å skyve billetten gjennom dysen. Selv om en aksel fortsatt er nødvendig for å presse mot hydraulikkvæsken, multipliserer trykkkreftene i væsken denne kraften, noe som gjør dette til prosessen som bruker minst akselarbeid. Det faktum at en væske utøver hydrauliske krefter i alle tre retninger, bidrar også til å opprettholde jevnt trykk på billetten.

En annen faktor som reduserer kraftbehovet til en hydraulisk ekstruderingsprosess, er at billetten ikke trenger å være i kontakt med akselen. Siden billet er suspendert i hydraulisk væske, er det ingen friksjon mellom billet og akselen, noe som resulterer i mindre waster energi.

utfordringen med et hydraulisk ekstruderingsoppsett er at det er mye mer komplisert sammenlignet med en direkte eller indirekte ekstruder. Den har flere bevegelige deler, og vanskeligheten med å inneholde et høytrykkshydraulisk væske inne i akselen kan være mer problemer enn det er verdt. Siden billet er i direkte kontakt med væsken, er det ikke mulig å hydraulisk ekstrudering for en oppvarmet metall billet.

Lateral ekstrudering

en lateral ekstrudering er bare en orientering av utstyr der kraften som utøves til akselen er lateral til ekstruderingsretningen. Dette gjøres vanligvis med en direkte ekstruderingsorientering. Denne typen utstyr har et mindre fotavtrykk, men kan bare brukes med myke metaller.

Vanlige anvendelser av metallekstrudering

Metallekstrudering Er en viktig industriell prosess som bidrar til å skape noen av de viktigste utstyrsdelene som brukes på tvers av ulike felt. Hovedformålet med metallekstrudering er i produksjon av metallstenger, ledninger eller aksler med ulike tverrsnittsdesign. Med kompleksiteten av former som kan produseres gjennom metallprofiler, kan den brukes til å lage metalldeler som nesten nøyaktig interlock med hverandre, noe som resulterer i idiotsikker oppsett og mer holdbar konstruksjon.

en ekstrudert del trenger ikke å være rett. Et mykt metall kan manipuleres etter dysen for å ta på buede former, noe som gjør dem mer tiltalende som en visuell aksent for å bygge interiør og fasader. Egendefinerte metall aksler har blitt brukt som lysarmaturer eller rekkverk i trapperom. Produsenter blir mer kreative i dag med hvordan de bruker metallekstrudering, og garanterer praktisk talt at det er en teknikk som vil fortsette å bli brukt i de neste tiårene.

Final thoughts

evnen til å lage og manipulere metaller i ulike former har vært en av de mest vitale teknologiske fremskritt som vi har gjort for å innlede den industrielle tidsalder. Metallekstrudering er en av de eldste av slike teknikker som fortsatt er svært relevant til i dag. Uansett hvor du er, er det sannsynligvis et par dusin gjenstander rundt deg som er et produkt av metallekstrudering-inkludert byggfundamenter – rekkverk, bordben eller en paraplystamme. Med sin utrolige pålitelighet og allsidighet vil ikke metallekstrudering gå ut av relevans så lenge vi fortsatt er avhengige av metaller for alle våre konstruksjons -, industri-og designbehov.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.