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, sifat mampu bentuk, dan kemampuan daur ulang.
Industri profil aluminium Tiongkok telah berkembang dari awal, dari kecil menjadi besar, hingga berkembang menjadi negara produksi profil aluminium besar, dengan output peringkat pertama di dunia. Namun, seiring dengan meningkatnya kebutuhan pasar akan produk profil aluminium, 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 cara ekstrusi. Selama produksi, selain mempertimbangkan kinerja ekstruder, desain cetakan, komposisi batang aluminium, perlakuan panas dan faktor proses lainnya, desain penampang profil juga harus diperhatikan. Desain penampang profil terbaik tidak hanya dapat mengurangi kesulitan proses dari sumbernya, namun 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 nyata dalam produksi.
1. Prinsip desain bagian profil aluminium
Ekstrusi profil aluminium adalah metode pemrosesan di mana batang aluminium yang dipanaskan dimasukkan ke dalam tong ekstrusi, dan tekanan diterapkan melalui ekstruder untuk mengeluarkannya dari lubang cetakan dengan bentuk dan ukuran tertentu, menyebabkan deformasi plastis untuk mendapatkan produk yang dibutuhkan. Karena batang aluminium dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti suhu, kecepatan ekstrusi, jumlah deformasi, dan cetakan selama proses deformasi, keseragaman aliran logam sulit dikendalikan, yang menyebabkan kesulitan tertentu pada desain cetakan. Untuk memastikan kekuatan cetakan dan menghindari retak, runtuh, terkelupas, dll., hal-hal berikut harus dihindari dalam desain bagian profil: kantilever besar, bukaan kecil, lubang kecil, berpori, asimetris, berdinding tipis, dinding tidak rata ketebalan, 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 yang terlalu tinggi dan ketat, tingkat kualifikasi akan berkurang, biaya akan meningkat, dan profil yang ideal tidak akan dihasilkan. Oleh karena itu, prinsip desain bagian profil aluminium adalah menggunakan proses sesederhana mungkin dengan tetap memenuhi desain fungsionalnya.
2. Beberapa tip tentang desain antarmuka profil aluminium
2.1 Kompensasi kesalahan
Penutupan adalah salah satu cacat umum dalam produksi profil. Alasan utamanya adalah sebagai berikut:
(1) Profil dengan bukaan penampang yang dalam sering kali tertutup saat diekstrusi.
(2) Peregangan dan pelurusan profil akan memperkuat penutupan.
(3) Profil yang diinjeksi lem dengan struktur tertentu juga akan mengalami penutupan akibat penyusutan koloid setelah lem diinjeksikan.
Jika penutupan yang disebutkan di atas tidak serius, hal ini dapat dihindari dengan mengontrol laju aliran melalui desain cetakan; tetapi jika beberapa faktor ditumpangkan dan desain cetakan serta proses terkait tidak dapat menyelesaikan penutupan, kompensasi awal dapat diberikan dalam desain penampang, yaitu pra-pembukaan.
Jumlah kompensasi pra-pembukaan harus dipilih berdasarkan struktur spesifik 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 skala besar, desain penampang banyak profil menjadi semakin besar, yang berarti diperlukan serangkaian peralatan seperti ekstruder besar, cetakan besar, batang aluminium besar, dll. , dan biaya produksi meningkat tajam. Untuk beberapa bagian berukuran besar yang dapat diperoleh dengan penyambungan, bagian tersebut harus dipecah menjadi beberapa bagian kecil selama desain. Hal ini tidak hanya mengurangi biaya, tetapi juga mempermudah memastikan kerataan, kelengkungan, dan akurasi (Gambar 2).
2.3 Pasang rusuk penguat untuk meningkatkan kerataannya
Persyaratan kerataan sering ditemui saat merancang bagian profil. Profil bentang kecil mudah untuk memastikan kerataan karena kekuatan strukturalnya yang tinggi. Profil bentang panjang akan melorot karena gravitasinya sendiri segera setelah ekstrusi, dan bagian dengan tegangan lentur terbesar di tengahnya akan menjadi yang paling cekung. Selain itu, karena panel dindingnya panjang, gelombang mudah dihasilkan, yang akan memperburuk intermiten bidang. Oleh karena itu, struktur pelat datar berukuran besar harus dihindari dalam desain penampang. Jika perlu, rusuk penguat dapat dipasang di tengah untuk meningkatkan kerataannya. (Gambar 3)
2.4 Pemrosesan sekunder
Dalam proses produksi profil, beberapa bagian sulit diselesaikan dengan proses ekstrusi. Kalaupun bisa dilakukan, biaya pengolahan dan produksinya akan terlalu tinggi. Saat ini, metode pemrosesan lain dapat dipertimbangkan.
Kasus 1: Lubang dengan diameter kurang dari 4 mm pada bagian profil akan membuat kekuatan cetakan tidak mencukupi, mudah rusak, dan sulit diproses. Disarankan untuk menghilangkan lubang kecil dan menggunakan pengeboran sebagai gantinya.
Kasus 2: Pembuatan alur berbentuk U biasa tidak 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 pembukaan juga akan ditemui selama produksi. Saat mendesain bagian profil, bukaannya dianggap tertutup, sehingga cetakan padat asli dengan kekuatan yang tidak mencukupi dapat diubah menjadi cetakan terbelah yang stabil, dan tidak akan ada masalah deformasi bukaan selama ekstrusi, sehingga bentuknya lebih mudah untuk dibuat. menjaga. Selain itu, beberapa detail dapat dilakukan pada sambungan antara kedua ujung bukaan selama desain. Misalnya: mengatur tanda berbentuk V, alur kecil, dll., sehingga dapat dengan mudah dilepas selama pemesinan akhir (Gambar 4).
2.5 Rumit di luar, namun sederhana di dalam
Cetakan ekstrusi profil aluminium dapat dibagi menjadi cetakan padat dan cetakan shunt sesuai dengan apakah penampang tersebut memiliki rongga. Pengolahan cetakan padat relatif sederhana, sedangkan pengolahan cetakan shunt melibatkan proses yang relatif kompleks seperti rongga dan kepala inti. Oleh karena itu, pertimbangan penuh harus diberikan pada desain bagian profil, yaitu kontur luar bagian tersebut dapat dirancang menjadi lebih kompleks, dan alur, lubang sekrup, dll. harus ditempatkan di pinggiran sebanyak mungkin. , sedangkan interiornya harus sesederhana mungkin, dan persyaratan akurasinya tidak boleh terlalu tinggi. Dengan cara ini, pemrosesan dan pemeliharaan cetakan akan menjadi 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. Diantaranya, metode anodisasi dan elektroforesis memiliki pengaruh yang kecil terhadap ukuran karena lapisan film yang tipis. Jika metode perawatan permukaan pelapisan bubuk digunakan, bubuk akan mudah terakumulasi di sudut dan alur, dan ketebalan satu lapisan bisa mencapai 100 μm. Kalau posisi perakitannya seperti slider berarti ada 4 lapisan spray coat. Ketebalan hingga 400 μm akan membuat perakitan tidak mungkin dilakukan dan memengaruhi penggunaan.
Selain itu, seiring dengan bertambahnya jumlah ekstrusi dan keausan cetakan, ukuran slot profil akan semakin mengecil, sedangkan ukuran penggeser akan semakin besar, sehingga perakitan menjadi lebih sulit. Berdasarkan alasan di atas, margin yang sesuai harus disediakan sesuai dengan kondisi spesifik selama desain untuk memastikan perakitan.
2.7 Penandaan toleransi
Untuk desain penampang, dibuat gambar perakitan terlebih dahulu baru kemudian dibuat gambar profil produk. Gambar perakitan yang benar tidak berarti gambar profil produk sempurna. Beberapa desainer mengabaikan pentingnya dimensi dan penandaan toleransi. Posisi yang ditandai umumnya merupakan dimensi yang perlu dijamin, seperti: posisi perakitan, bukaan, kedalaman alur, lebar alur, dll, serta 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 pada gambar. Jika toleransi terlalu besar maka perakitan akan lebih sulit, dan jika toleransi terlalu kecil maka biaya produksi akan meningkat. Kisaran toleransi yang masuk akal memerlukan akumulasi pengalaman harian desainer.
2.8 Penyesuaian mendetail
Detail menentukan keberhasilan atau kegagalan, dan hal yang sama berlaku untuk desain profil penampang. Perubahan kecil tidak hanya melindungi cetakan dan mengontrol laju aliran, tetapi juga meningkatkan kualitas permukaan dan meningkatkan laju hasil. Salah satu teknik yang umum digunakan adalah pembulatan sudut. Profil yang diekstrusi tidak boleh memiliki sudut yang benar-benar tajam karena kabel tembaga tipis yang digunakan dalam pemotongan kawat juga memiliki diameter. Namun, kecepatan aliran di sudut lambat, gesekan besar, dan tegangan terkonsentrasi, sering kali terdapat situasi di mana tanda ekstrusi terlihat jelas, ukurannya sulit dikendalikan, dan cetakan rentan terkelupas. Oleh karena itu, radius pembulatan harus ditingkatkan semaksimal mungkin tanpa mempengaruhi penggunaannya.
Sekalipun diproduksi oleh mesin ekstrusi kecil, ketebalan dinding profil tidak boleh kurang dari 0,8 mm, dan ketebalan dinding setiap bagian tidak boleh berbeda lebih dari 4 kali lipat. Selama desain, garis diagonal atau transisi busur dapat digunakan pada perubahan ketebalan dinding yang tiba-tiba 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. bisa 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., yang ingin dicapai. keberhasilan pengembangan produk pertama kalinya. 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
