قالب های اکستروژن
انواع قالب سازی آلومینیوم شامل دو مرحله طراحی و ساخت است.
بخش طراحی قالب اکستروژن آلومینیوم، حیاتی‌ترین مرحله تولید قالب آلومینیوم است که معمولاً در فرمت CAD، طرح سطح مقطع قطعه طراحی می‌شود. بعد از طراحی سه‌بعدی، مرحله ساخت قالب آغاز می‌شود.
مرحله ساخت خود شامل مرحله ماشین کاری و مونتاژ می‌شود.
به‌صورت کلی مرحله ماشین کاری خود شامل مراحلی از جمله مراحل زیر است:
برش قالب فولادی بر اساس طرح اولیه
– تراشکاری اولیه
– فرز CNC
– وایرکات CNC
– اسپارک CNC
– سخت کاری فولاد
– سنگ‌کاری سطح قالب و فیلرکاری در مرحله ماشین کاری
پس از آن، قالب وارد مرحله مونتاژ می‌شود تا برای تولید و استفاده نهایی آماده شود.
در ساخت قالب آلومینیومی، مقاومت حرارتی قالب و مقاومت آن در برابر سایش و ضربه از موارد مهمی است که در انتخاب جنس قالب تأثیر می‌گذارد. ازهمین رو عموماً از فولاد برای ساخت قالب اکسترود آلومینیوم استفاده می‌شود.
قالب اکستروژن
یکی از انواع قالب‌ها برای تولید قطعات آلومینیومی، قالب اکستروژن است. قالب اکستروژن در حقیقت صفحات ضخیم دایره‌ای شکل و از جنس فولاد گرمکار هستند که دارای چند دهانه برای ایجاد شکل نهایی محصول است. قالب‌های اکستروژن مقاومت دمایی بالایی دارند و می‌توانند فشار زیادی را برای تولید محصول تحمل کنند.
در روش اکستروژن می‌توان قطعاتی با طول زیاد یا چند تکه‌ای تولید کرد. کاربرد گسترده آن در صنعت آلومینیوم و قالب سازی آلومینیوم است و انواع پروفیل آلومینیوم به این شیوه تولید می‌شود؛ زیرا با این روش به راحتی می‌توان آلومینیوم را شکل‌دهی کرد. اکسترود آلومینیوم به شکل سرد، گرم و مستقیم انجام می‌شود.
قالب اکستروژن خود به دو دسته تقسیم می‌شود:
– دسته اول: قالب مخصوص مقاطع توپر
– دسته دوم: قالب مخصوص مقاطع توخالی
اکستروژن به چه روشی گفته می‌شود؟
فرآیند اکستروژن یکی از فرآیندهایی است که به‌صورت پیوسته یا نیمه‌پیوسته بر روی بیلت‌های آلومینیوم انجام می‌شود تا پروفیل آلومینیوم را به شکلی با سطح مقطع موردنظر در آورند. برای انجام فرآیند اکسترود، بیلت‌های آلومینیوم را از داخل قالب اکسترود آلومینیوم با فشار بالا عبور می‌دهند. به‌صورت کلی اکستروژن انواع گوناگونی دارد.
عوامل مؤثر در عملیات اکستروژن پروفیل آلومینیوم
دما، سرعت و فشار در عملیات اکستروژن پروفیل‌های آلومینیومی بسیار مهم است. پیچیدگی و ارتباط این مؤلفه‌ها با یکدیگر سبب می‌شود که تلورانس اکستروژن آلومینیوم بسیار بالا باشد. به همین دلیل در طول فرآیند اکسترود مستقیم باید چندین مرتبه کلیت فرآیند مورد بررسی قرار بگیرد تا پروفیل مطلوبی حاصل شود.
به صورت کلی در فرآیند اکسترود پروفیل آلومینیوم، قالب اکستروژن، پرس، بیلت و عملیات تکمیلی از اهمیت بالایی برخوردار هستند. قالب اکستروژن آلومینیوم در کیفیت و قیمت نهایی پروفیل آلومینیوم تأثیرگذار است. قالب اکسترود آلومینیوم با طراحی دقیق و مناسب، استحکام و طول عمر بالا، تأثیر چشم‌گیری در فرآیند ساخت پروفیل دارد.
دو مزیت اصلی استفاده از قالب آلومینیوم در فرآیند اکستروژن این است که این روش نسبت به سایر روش‌ها قادر به تولید قطعات و سطح مقطع پیچیده‌تری است و نیز می‌تواند مواد ترد و شکننده را شکل دهد.
عوامل مؤثر بر قالب اکستروژن
چهار عامل زیر نقش کلیدی در طول عمر قالب اکسترود آلومینیوم و قیمت آن دارد:
– جنس فولاد
– سبک و نوع طراحی قالب اکسترود آلومینیوم
– نوع عملیات آبکاری
– نیتراسیون قالب اکستروژن و نگهداری از آن
مواد اولیه مصرفی در ساخت قالب اکسترود، فولاد گرمکار است که در ایران از فولاد بهلر آلمان، فولاد آلیاژ ORVAR2M شرکت UDEHOULM یا فولاد ۲۳۴۴ متفرقه (محصول اسلونی، چک، اکراین، ژاپن، فولاد آلیاژی اصفهان و شرکت اسفراین) استفاده می‌شود.
در عملیات آبکاری قالب آلومینیوم با در نظر گرفتن سختی ۴۸ راکول، آزمایش سختی سنجی انجام می‌شود. زیرا هر چقدر سختی بیشتر باشد، فولاد شکننده‌تر خواهد بود و در عین حال سختی کمتر باعث شکل گرفتن فولاد گرمکار می‌شود.
نگهداری از قالب اکسترود آلومینیوم از مهم‌ترین عوامل است که خود شامل چند مرحله اعم از نیتراسیون می‌شود.
موضوعات مهم در طراحی قالب اکسترود آلومینیوم
طراحی و اجرای دقیق قالب اکستروژن آلومینیوم از مهم‌ترین اصول در زمان ساخت قالب است.
در زمان ساخت قالب اکسترود آلومینیوم به موارد زیر باید توجه کرد:
– طراحی هندسی مناسب و متناسب با شرایط تولید پروفیل آلومینیوم
– در نظر گرفتن شرایط تولید پروفیل آلومینیوم (توان و فشار پرس اکستروژن تا قالب بیشترین طول عمر را داشته باشد.)
– کاهش هزینه ساخت قالب اکسترود در مقابل سرعت بالای اکستروژن
– روش‌های نگهداری اصولی قالب اکستروژن آلومینیوم
