“Para a maioria dos engenheiros, a moldagem por injeção e a estampagem são os processos mais comuns e pouco se sabe sobre alumínio ou extrusão de alumínio. No entanto, vemos uma tendência de que o alumínio ou a extrusão de alumínio sejam cada vez mais utilizados em diversas indústrias, e o uso da extrusão de alumínio pode desempenhar um papel inesperado na redução de custos e na redução de peso.”
Em nosso último blog extrusão de alumínioAbordamos brevemente os fundamentos da extrusão de alumínio, os métodos de extrusão, a seleção de materiais e as vantagens e desvantagens da extrusão de alumínio. Somente quando entendermos completamente o processo, ferramentas, características e aplicação de moldagem por extrusão de alumínio e outros conhecimentos relacionados, podemos projetar extrusões de alumínio para garantir alta qualidade e baixo custo de extrusões de alumínio, que é o ponto mais crítico para um bom DFM.
Para trazer a você uma compreensão mais abrangente da moldagem por extrusão de alumínio. Este capítulo irá elaborar o processo de extrusão de alumínio sob três aspectos: ferramenta de toque de extrusão de alumínio, características do processo e cenários de aplicação.
Matrizes de extrusão de alumínio
Embora os engenheiros de projeto de produtos não projetem matrizes de extrusão de alumínio, compreender a estrutura básica da matriz de extrusão e o mecanismo de como ela forma diferentes perfis de extrusão pode ajudar a reduzir os custos da matriz e melhorar a produtividade da extrusão por meio de um design otimizado ao projetar extrusões.
O que são matrizes de extrusão de alumínio
As matrizes de extrusão são essencialmente discos de aço circulares grossos contendo uma ou mais aberturas para formar o perfil desejado. Eles são normalmente feitos de aço H-13 e são tratados termicamente para suportar a pressão e o calor do alumínio quente à medida que ele passa pela matriz.
Matrizes de extrusão de alumínio
Embora o alumínio pareça ser um metal muito macio, é necessária muita pressão para empurrar um lingote de alumínio sólido (tarugo) através de uma matriz de extrusão de alumínio fina e porosa para formar o formato desejado.
Tipos de matrizes de extrusão
De acordo com o formato da seção transversal das extrusões de alumínio, suas matrizes correspondentes são divididas em três categorias: matrizes sólidas, matrizes semi-ocas e matrizes ocas. Dentre elas, a matriz oca possui a estrutura mais complicada, é fácil de desgastar e quebrar e possui o maior custo.
Matriz de extrusão de alumínio sólido
Matriz oca de extrusão de alumínio
Matriz de extrusão de alumínio semi-oca
Vida da matriz de extrusão
O acúmulo de calor e as pressões irregulares (por exemplo, paredes finas, espessuras de parede irregulares e características salientes) resultantes do projeto de extrusão de alumínio são os maiores assassinos da vida útil da matriz de extrusão.
O calor e as pressões irregulares podem ser controlados pelo design adequado da matriz e as velocidades de extrusão podem ser reduzidas para prolongar a vida útil da matriz, mas eventualmente as matrizes devem ser substituídas.
Antes de projetar uma extrusão de alumínio, o engenheiro de projeto estrutural do produto deve compreender quais características do projeto afetarão mais significativamente os custos de ferramentas. Alterar o projeto da seção transversal de extrusão de alumínio, definir tolerâncias adequadas e selecionar o material de liga de alumínio correto pode economizar o custo de usinagem da matriz de extrusão de alumínio de acordo com os requisitos.
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Vantagens do Processo de Extrusão de Alumínio
Durabilidade de longa duração
A resistência do alumínio à corrosão, corrosão e intempéries é uma de suas vantagens mais significativas. O alumínio enferruja naturalmente e resiste à corrosão sem tratamento adicional. Isto se deve à presença de uma fina película protetora natural de óxido de alumínio em sua superfície. Ao anodizar, sua resistência à corrosão pode se tornar ainda mais forte.
Peças de extrusão de alumínio
Por exemplo, em ambientes externos, a anodização pode ser realizada a 25 mícrons, o que aumenta a resistência à corrosão e o acabamento superficial. Além disso, o alumínio não necessita de manutenção e pode ser utilizado sem medo de corrosão na maioria dos casos.
Leve e Forte
O alumínio é mais de 33% mais leve que o aço, mantendo a maior parte de sua resistência. A faixa de resistência à tração da maioria das ligas de alumínio é de cerca de 70-700 MPa, enquanto a densidade é dois terços menor que a do aço.
Extrusão de alumínio na carroceria do Audi A8 em azul
Os engenheiros de design de produtos não precisam se preocupar com a resistência das peças extrudadas de alumínio e podem ser usadas como peças estruturais na indústria da construção, bem como na indústria automotiva, tornando-os a melhor alternativa a outros materiais metálicos. As ligas de alumínio estão sendo utilizadas significativamente na indústria automotiva para redução de peso e energia.
Boa condutividade térmica
O alumínio tem condutividade térmica extremamente semelhante ao cobre, mas é muito mais leve. O alumínio é um excelente condutor térmico e o design contornado da extrusão de alumínio maximiza a área de superfície para condutividade térmica e formação de canais térmicos. Um exemplo típico é o cooler da CPU de um computador, onde o alumínio é usado para afastar o calor da CPU.
Condutor térmico de alumínio
Aparência elegante
O alumínio extrudado pode ser pintado, revestido, polido e anodizado, o que oferece aos engenheiros uma gama mais ampla de opções de aparência do que outros materiais.
Peças coloridas de extrusão de alumínio
Ampla gama de aplicações
Qualquer formato de seção pode ser formado por extrusão de alumínio, portanto, a aplicação da extrusão de alumínio é muito ampla, os engenheiros podem projetar diferentes seções para atender aos requisitos de diferentes ambientes de aplicação.
Ampla gama de aplicações de extrusão de alumínio
Processamento Secundário Fácil
As extrusões de alumínio podem ser facilmente formadas, cortadas, perfuradas, usinadas, estampadas, dobradas e soldadas para atender a finalidades específicas.
Tempo de ciclo curto e baixo custo para processamento de matrizes
A extrusão de alumínio possui matriz simples, ciclo de processamento curto e baixo custo.
Absorção de Impacto e Deformação
Na construção, as extrusões de alumínio podem resistir à deformação causada pelo clima e pelo movimento do edifício. Nas ferramentas de transporte, a energia do impacto pode ser absorvida. As extrusões de alumínio mantêm a resistência e a flexibilidade sob carga e recuperam do impacto.
A extrusão de alumínio é usada em automóveis para absorver energia de impacto
Proteção ambiental
O alumínio é um material ecológico e pode ser facilmente reciclado.
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Aplicação do Processo de Extrusão de Alumínio
O alumínio é o metal do futuro; não é apenas ecologicamente correto, leve, naturalmente resistente à corrosão e forte, mas também conduz bem o calor e a eletricidade. O uso de extrusões de alumínio nos Estados Unidos cresceu pelo sexto ano consecutivo e agora representa quase um quarto (22%) do mercado total de alumínio na América do Norte.
Embora a indústria da construção continue a dominar o uso de extrusões de alumínio, o uso na indústria se expandiu à medida que mais engenheiros e projetistas estão aprendendo sobre as possibilidades quase ilimitadas de design ao usar extrusões de alumínio. Aqui estão as sete indústrias onde o alumínio ocupa o centro das atenções:
1. Indústria aeronáutica e aeroespacial
Aplicação na indústria da aviação
O alumínio tem sido uma parte importante do mercado aeroespacial desde o início – os modelos originais dos irmãos Wright usavam peças de alumínio nos seus motores para reduzir o peso. Hoje, o alumínio representa 75-80% das aeronaves modernas e é frequentemente escolhido para estruturas e motores devido à sua natureza leve, mas durável. O alumínio também é um dos principais componentes de muitas naves espaciais.
2. Indústria de Transporte
Na indústria de transportes, onde a resistência específica é crítica, as extrusões de alumínio são ideais para blocos de motores, caixas de transmissão, painéis, vigas longitudinais de teto e chassis, e carrocerias e componentes de veículos para automóveis, navios, caminhões, ferrovias e veículos metroviários.
Aplicação em Transporte
A indústria de transportes é a segunda maior usuária de extrusões de alumínio e está crescendo. Da Ford à Audi e à Mercedes-Benz, engenheiros e designers automotivos têm procurado maneiras de substituir componentes de aço por alumínio para melhorar a eficiência e o desempenho do combustível. Os veículos elétricos também estão fazendo uso extensivo de alumínio.
3. Indústria de construção
Aplicação na indústria da construção
Ao contrário do aço, o alumínio pode ser extrudado em projetos complexos e fabricado para atender a rigorosas especificações de produtos de construção, ajudando a impulsionar seu uso em muitos produtos de construção residencial e comercial. Desde janelas, portas, átrios e claraboias, até rampas, varandas e vários designs de telhados, os arquitetos estão recorrendo ao alumínio para construir edifícios verdes e sustentáveis que resistirão ao teste do tempo.
4. Indústria de consumo
Aplicação na indústria de consumo
Desde que as extrusões de alumínio foram introduzidas pela primeira vez em máquinas de lavar e secar roupa, revolucionaram o mercado de eletrodomésticos, tornando os sistemas de ar condicionado e frigoríficos mais eficientes em termos energéticos do que nunca. Hoje, muitos dos nossos itens de uso diário, incluindo equipamentos e móveis para ginástica e exercícios, são feitos de extrusões de alumínio.
5. Indústria eletrônica
Aplicação na indústria eletrônica
Extrusões de alumínio são usadas em muitos dispositivos elétricos e eletrônicos. Dada a sua condutividade elétrica e térmica exclusiva, as extrusões de alumínio personalizadas são frequentemente usadas para carcaças de motores, dissipadores de calor de alta dissipação de calor e estruturas internas. Em alguns casos, as caixas completas dos produtos são projetadas em alumínio, que podem ser encontradas em muitos laptops, iPhones e iPads da Apple e televisões de alta definição.
6. Indústria de iluminação
Aplicação na indústria de iluminação
Devido à condutividade térmica do alumínio, os engenheiros podem projetar luminárias completas de diodo emissor de luz extrudado que podem transferir e dissipar calor para uma eficiência térmica ideal. Além disso, as matrizes de extrusão são relativamente baratas e as extrusões de alumínio são fáceis de cortar, moldar, dobrar, processar e anodizar ou pintar, tornando-as ideais para iluminação eficiente. De acordo com a análise do AEC do Conselho de Extrusão de Alumínio, “o potencial de crescimento das extrusões de alumínio para lâmpadas/invólucros de diodos emissores de luz em todos os segmentos de mercado é virtualmente ilimitado…”
7. Indústria de Energia Solar
Extrusão de alumínio em painel solar
Quando se trata de energia solar, a instalação e montagem adequadas de painéis solares é fundamental para a qualidade e o desempenho. Como uma alternativa econômica ao aço, as extrusões de alumínio fornecem a resistência necessária para resistir aos elementos naturais (como neve e vento) sem adicionar peso, tornando-as ideais para painéis montados em telhados e sistemas fotovoltaicos integrados em edifícios (BIPV).
Resumindo
A Boda oferece soluções abrangentes. serviço de extrusão de alumínio com uma ampla seleção de materiais para extrusão de alumínio, incluindo metais e plásticos. Consulte o lista de amostra de materiais nós usamos. Se você precisar de material que não está listado aqui, por favor contate-nos pois provavelmente poderemos fornecê-lo para você.