Alasan mengapa profil paduan aluminium banyak digunakan dalam kehidupan dan produksi adalah karena setiap orang sepenuhnya menyadari keunggulannya seperti kepadatan rendah, ketahanan terhadap korosi, konduktivitas listrik yang sangat baik, sifat non-feromagnetik, kemampuan bentuk, dan kemampuan daur ulang.
Industri profil aluminium Tiongkok telah berkembang dari awal, dari kecil menjadi besar, hingga berkembang menjadi negara produsen profil aluminium utama, dengan peringkat produksi pertama di dunia. Namun, karena kebutuhan pasar akan produk profil aluminium terus meningkat, produksi profil aluminium telah berkembang ke arah kompleksitas, presisi tinggi, dan produksi skala besar, yang telah menimbulkan serangkaian masalah produksi.
Profil aluminium sebagian besar diproduksi dengan ekstrusi. Selama produksi, selain mempertimbangkan kinerja ekstruder, desain cetakan, komposisi batang aluminium, perlakuan panas, dan faktor proses lainnya, desain penampang profil juga harus dipertimbangkan. Desain penampang profil terbaik tidak hanya dapat mengurangi kesulitan proses dari sumbernya, tetapi juga meningkatkan kualitas dan efek penggunaan produk, mengurangi biaya, dan mempersingkat waktu pengiriman.
Artikel ini merangkum beberapa teknik yang umum digunakan dalam desain penampang profil aluminium melalui kasus aktual dalam produksi.
1. Prinsip desain bagian profil aluminium
Ekstrusi profil aluminium adalah metode pemrosesan di mana batang aluminium yang dipanaskan dimasukkan ke dalam laras ekstrusi, dan tekanan diterapkan melalui ekstruder untuk mengekstruksinya dari lubang cetakan dengan bentuk dan ukuran tertentu, menyebabkan deformasi plastik untuk mendapatkan produk yang diperlukan. Karena batang aluminium dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti suhu, kecepatan ekstrusi, jumlah deformasi, dan cetakan selama proses deformasi, keseragaman aliran logam sulit dikontrol, yang membawa kesulitan tertentu pada desain cetakan. Untuk memastikan kekuatan cetakan dan menghindari retakan, keruntuhan, terkelupas, dll., hal-hal berikut harus dihindari dalam desain bagian profil: kantilever besar, bukaan kecil, lubang kecil, berpori, asimetris, berdinding tipis, ketebalan dinding tidak rata, dll. Saat mendesain, pertama-tama kita harus memenuhi kinerjanya dalam hal penggunaan, dekorasi, dll. Bagian yang dihasilkan dapat digunakan, tetapi bukan solusi terbaik. Karena ketika desainer kurang memiliki pengetahuan tentang proses ekstrusi dan tidak memahami peralatan proses yang relevan, serta persyaratan proses produksi terlalu tinggi dan ketat, tingkat kualifikasi akan berkurang, biaya akan meningkat, dan profil ideal tidak akan diproduksi. Oleh karena itu, prinsip desain penampang profil aluminium adalah menggunakan proses yang paling sederhana sebisa mungkin sambil memenuhi desain fungsionalnya.
2. Beberapa tips tentang desain antarmuka profil aluminium
2.1 Kompensasi kesalahan
Penutupan merupakan salah satu cacat umum dalam produksi profil. Alasan utamanya adalah sebagai berikut:
(1) Profil dengan bukaan penampang dalam sering kali menutup saat diekstrusi.
(2) Peregangan dan pelurusan profil akan mengintensifkan penutupan.
(3) Profil yang disuntik lem dengan struktur tertentu juga akan mengalami penutupan karena penyusutan koloid setelah lem disuntikkan.
Jika penutupan yang disebutkan di atas tidak serius, hal itu dapat dihindari dengan mengendalikan laju aliran melalui desain cetakan; tetapi jika beberapa faktor ditumpangkan dan desain cetakan dan proses terkait tidak dapat menyelesaikan penutupan, pra-kompensasi dapat diberikan dalam desain penampang, yaitu pra-pembukaan.
Jumlah kompensasi pra-pembukaan harus dipilih berdasarkan struktur spesifiknya dan pengalaman penutupan sebelumnya. Pada saat ini, desain gambar pembukaan cetakan (pra-pembukaan) dan gambar akhir berbeda (Gambar 1).
2.2 Membagi bagian berukuran besar menjadi beberapa bagian kecil
Dengan berkembangnya profil aluminium berskala besar, desain penampang melintang dari banyak profil menjadi semakin besar, yang berarti bahwa serangkaian peralatan seperti ekstruder besar, cetakan besar, batang aluminium besar, dll. diperlukan untuk mendukungnya, dan biaya produksi meningkat tajam. Untuk beberapa bagian berukuran besar yang dapat dicapai dengan penyambungan, bagian tersebut harus dibagi menjadi beberapa bagian kecil selama desain. Hal ini tidak hanya dapat mengurangi biaya, tetapi juga memudahkan untuk memastikan kerataan, kelengkungan, dan akurasi (Gambar 2).
2.3 Menyiapkan tulangan penguat untuk meningkatkan kerataannya
Persyaratan kerataan sering ditemui saat mendesain bagian profil. Profil bentang kecil mudah dipastikan kerataannya karena kekuatan strukturalnya yang tinggi. Profil bentang panjang akan melorot karena gravitasinya sendiri tepat setelah ekstrusi, dan bagian dengan tegangan tekuk terbesar di bagian tengah akan menjadi yang paling cekung. Selain itu, karena panel dinding panjang, mudah untuk menghasilkan gelombang, yang akan memperburuk intermitensi bidang. Oleh karena itu, struktur pelat datar berukuran besar harus dihindari dalam desain penampang melintang. Jika perlu, rusuk penguat dapat dipasang di bagian tengah untuk meningkatkan kerataannya. (Gambar 3)
2.4 Pengolahan sekunder
Dalam proses produksi profil, beberapa bagian sulit diselesaikan dengan pemrosesan ekstrusi. Sekalipun dapat dilakukan, biaya pemrosesan dan produksi akan terlalu tinggi. Pada saat ini, metode pemrosesan lain dapat dipertimbangkan.
Kasus 1: Lubang dengan diameter kurang dari 4mm pada bagian profil akan membuat cetakan kurang kuat, mudah rusak, dan sulit diproses. Sebaiknya lubang kecil dihilangkan dan gunakan pengeboran sebagai gantinya.
Kasus 2: Produksi alur berbentuk U biasa tidaklah sulit, tetapi jika kedalaman alur dan lebar alur melebihi 100mm, atau rasio lebar alur terhadap kedalaman alur tidak masuk akal, masalah seperti kekuatan cetakan yang tidak mencukupi dan kesulitan dalam memastikan bukaan juga akan ditemui selama produksi. Saat mendesain bagian profil, bukaan dapat dianggap tertutup, sehingga cetakan padat asli dengan kekuatan yang tidak mencukupi dapat diubah menjadi cetakan split yang stabil, dan tidak akan ada masalah deformasi bukaan selama ekstrusi, sehingga bentuknya lebih mudah dipertahankan. Selain itu, beberapa detail dapat dilakukan pada sambungan antara kedua ujung bukaan selama desain. Misalnya: atur tanda berbentuk V, alur kecil, dll., sehingga dapat dengan mudah dilepas selama pemesinan akhir (Gambar 4).
2.5 Kompleks di luar tapi sederhana di dalam
Cetakan ekstrusi profil aluminium dapat dibagi menjadi cetakan padat dan cetakan shunt menurut apakah penampang memiliki rongga. Pemrosesan cetakan padat relatif sederhana, sedangkan pemrosesan cetakan shunt melibatkan proses yang relatif rumit seperti rongga dan kepala inti. Oleh karena itu, pertimbangan penuh harus diberikan pada desain bagian profil, yaitu, kontur luar bagian dapat dirancang agar lebih rumit, dan alur, lubang sekrup, dll. harus ditempatkan di pinggiran sebanyak mungkin, sedangkan bagian dalam harus sesederhana mungkin, dan persyaratan akurasi tidak boleh terlalu tinggi. Dengan cara ini, pemrosesan dan perawatan cetakan akan jauh lebih sederhana, dan tingkat hasil juga akan ditingkatkan.
2.6 Margin yang dicadangkan
Setelah ekstrusi, profil aluminium memiliki metode perawatan permukaan yang berbeda sesuai dengan kebutuhan pelanggan. Di antaranya, metode anodisasi dan elektroforesis memiliki dampak kecil pada ukuran karena lapisan film tipis. Jika metode perawatan permukaan pelapisan bubuk digunakan, bubuk akan mudah terkumpul di sudut dan alur, dan ketebalan satu lapisan dapat mencapai 100 μm. Jika ini adalah posisi perakitan, seperti slider, itu berarti ada 4 lapisan pelapisan semprot. Ketebalan hingga 400 μm akan membuat perakitan tidak mungkin dan memengaruhi penggunaan.
Selain itu, seiring bertambahnya jumlah ekstrusi dan keausan cetakan, ukuran slot profil akan semakin mengecil, sementara ukuran slider akan semakin membesar, sehingga perakitan menjadi lebih sulit. Berdasarkan alasan di atas, margin yang sesuai harus disediakan sesuai dengan kondisi tertentu selama desain untuk memastikan perakitan.
2.7 Penandaan toleransi
Untuk desain penampang, gambar perakitan diproduksi terlebih dahulu dan kemudian gambar produk profil diproduksi. Gambar perakitan yang benar tidak berarti bahwa gambar produk profil sempurna. Beberapa desainer mengabaikan pentingnya penandaan dimensi dan toleransi. Posisi yang ditandai umumnya adalah dimensi yang perlu dijamin, seperti: posisi perakitan, bukaan, kedalaman alur, lebar alur, dll., dan mudah diukur dan diperiksa. Untuk toleransi dimensi umum, tingkat akurasi yang sesuai dapat dipilih sesuai dengan standar nasional. Beberapa dimensi perakitan penting perlu ditandai dengan nilai toleransi tertentu dalam gambar. Jika toleransi terlalu besar, perakitan akan lebih sulit, dan jika toleransi terlalu kecil, biaya produksi akan meningkat. Kisaran toleransi yang wajar membutuhkan akumulasi pengalaman harian desainer.
2.8 Penyesuaian terperinci
Detail menentukan keberhasilan atau kegagalan, dan hal yang sama berlaku untuk desain penampang profil. Perubahan kecil tidak hanya dapat melindungi cetakan dan mengendalikan laju aliran, tetapi juga meningkatkan kualitas permukaan dan meningkatkan tingkat hasil. Salah satu teknik yang umum digunakan adalah sudut pembulatan. Profil yang diekstrusi tidak dapat memiliki sudut yang benar-benar tajam karena kawat tembaga tipis yang digunakan dalam pemotongan kawat juga memiliki diameter. Namun, kecepatan aliran di sudut-sudutnya lambat, gesekannya besar, dan tegangannya terkonsentrasi, sering kali ada situasi di mana tanda ekstrusi terlihat jelas, ukurannya sulit dikendalikan, dan cetakan rentan terkelupas. Oleh karena itu, radius pembulatan harus ditingkatkan sebanyak mungkin tanpa memengaruhi penggunaannya.
Bahkan jika diproduksi oleh mesin ekstrusi kecil, ketebalan dinding profil tidak boleh kurang dari 0,8 mm, dan ketebalan dinding setiap bagian bagian tidak boleh berbeda lebih dari 4 kali. Selama desain, garis diagonal atau transisi busur dapat digunakan pada perubahan tiba-tiba dalam ketebalan dinding untuk memastikan bentuk pelepasan yang teratur dan perbaikan cetakan yang mudah. Selain itu, profil berdinding tipis memiliki elastisitas yang lebih baik, dan ketebalan dinding beberapa gusset, reng, dll. dapat sekitar 1 mm. Ada banyak aplikasi untuk menyesuaikan detail dalam desain, seperti menyesuaikan sudut, mengubah arah, memperpendek kantilever, menambah celah, meningkatkan simetri, menyesuaikan toleransi, dll. Singkatnya, desain penampang profil memerlukan ringkasan dan inovasi yang berkelanjutan, dan sepenuhnya mempertimbangkan hubungan dengan desain cetakan, manufaktur, dan proses produksi.
3. Kesimpulan
Sebagai seorang desainer, untuk memperoleh manfaat ekonomi terbaik dari produksi profil, semua faktor dari keseluruhan siklus hidup produk harus dipertimbangkan selama desain, termasuk kebutuhan pengguna, desain, manufaktur, kualitas, biaya, dll., dan berusaha untuk mencapai keberhasilan pengembangan produk sejak awal. Hal ini memerlukan pelacakan harian produksi produk dan pengumpulan serta akumulasi informasi langsung untuk memprediksi hasil desain dan memperbaikinya terlebih dahulu.
Waktu posting: 10-Sep-2024
