طراحی و ساخت قالب اکستروژن آلومینیوم، ساخت قالب اکسترود آلومینیوم
خدمات طراحی و ساخت قالب اکستروژن آلومینیوم به عنوان یکی از خدمات قالب سازی صنعتی(61) زیربنای تولید پروفیل‌های آلومینیومی با مقاطع خاص و طولانی محسوب می‌شود. قالب اکسترود، یک دیسک فولادی مقاوم است که شکل دقیق مقطع پروفیل آلومینیوم نهایی را تعیین می‌کند. دقت در طراحی و ساخت قالب اکستروژن، تأثیر مستقیم و چشمگیری بر کیفیت پروفیل آلومینیوم اکسترود شده دارد. قالب سازی اکستروژن با توجه به شرایط سخت فرآیند اکستروژن آلومینیوم(فشار و دمای بالا)انجام می‌پذیرد و باید از فولادهای مقاوم به حرارت و سایش ساخته شوند.
قالب اکسترود (قالب اکستروژن) چیست؟
قالب اکسترود، ابزاری است که در فرآیند اکستروژن آلومینیوم برای تغییر شکل شمش آلومینیوم حرارت دیده به پروفیل آلومینیوم با مقطع ثابت استفاده می‌شود. قالب اکسترود باید از فولادهای گرم‌کار مانندH13 ساخته شود تا بتواند فشار اکستروژن بالا که می‌تواند تا ۱۵,۰۰۰ تن برسد راتحمل کند. همچنین شمش‌های آلومینیوم پیش از قرارگیری در پرس اکستروژن بسته به نوع آلیاژ، تا دمای ۴۰۰ الی ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد گرم می‌شوند.
بنابرین قالبهای اکستروژن باید سختی خود را دراین دما به خوبی حفظ بکنند. جنس قالب اکستروژن در افزایش عمر قالب و کاهش هزینه‌های تولید پروفیل آلومینیوم نقش بسزایی دارد. قالب سازی اکستروژن در تمامی مراحل، از طراحی تا تولید آزمایشی، بر کنترل جریان آلومینیوم تأکید دارد، زیرا هدف، خروج تمام بخش‌های پروفیل آلومینیوم با سرعت یکسان است.
مراحل و روش ساخت قالب اکسترود آلومینیوم
ساخت قالب اکسترود آلومینیوم مشابه طراحی و ساخت قالبهای تزریق پلاستیک(6121) فرآیندی پیچیده است که نیاز به دقت بالا و تخصص دارد. قالب سازی پروفیل آلومینیوم با تحلیل نیازها و مشخصات پروفیل آلومینیوم مورد نظر کارفرما شروع می‌شود و دارای مراحل زیر می‌باشد:
1. انتخاب جنس قالب : استفاده از فولادهای گرم‌کار مقاوم نظیر H13، H11و H21 که مقاومت بالایی در برابر سایش ابزار، فشار اکستروژن بالا و دمای اکستروژن بالا دارند.
2. طراحی قالب اکستروژن و شبیه‌سازی : در مرحله طراحی قالب اکستروژن، مدل سه‌بعدی قالب با بهره‌گیری از نرم‌افزارهای طراحی کامپیوتری (CAD) خلق می‌شود. سپس با به‌کارگیری شبیه‌سازی جریان مواد مانند روش اجزای محدود (FEM)، جریان آلومینیوم در داخل قالب اکسترود تحلیل و بهینه‌سازی می‌شود. طراحی قالب اکستروژن با روش‌های نوین مانند (CAM/CAD) جایگزین روش‌های سنتی شده است.
3. ماشینکاری و تولید : پس از تأیید نهایی طراحی قالب اکستروژن آلومینیوم، مرحله تولید فیزیکی آغاز می‌شود. متریال برگزیده مانند فولاد H13 تحت خدمات ماشین کاری و براده برداری(11) قرار می‌گیرد.از جمله فرآیندهای که درقالب سازی اکستروژن استفاده می‌شوند میتوان به ماشینکاری اسپارک(1162)و خدمات وایرکات(1161) برای ایجاد اشکال پیچیده و خدمات سوراخکاری(1182) که برای ایجاد حفره‌ها در صفحه قالب به کار می‌رود اشاره کرد. همچنین از خدمات تراشکاری CNC(111) و فرزکاری CNC(113) برای ماشینکاری دقیق قطعات بهره برده می‌شود.
4. عملیات حرارتی و پرداخت نهایی : عملیات حرارتی شامل سختکاری، تمپرینگ و نیتریدینگ است که برای افزایش سختی سطحی و مقاومت قالب اکسترود در برابر سایش، حیاتی است. پرداخت نهایی (پولیشکاری) نیز برای صاف کردن سطح قالب اکستروژن انجام می‌پذیرد تا کیفیت سطح نهایی پروفیل آلومینیوم بهبود یابد.
5. تولید آزمایشی و اصلاح : قطعات مونتاژ شده قالب با دستگاه‌های کنترل کیفیت (CMM) بازرسی می‌شوند. در نهایت، تولید آزمایشی برای کنترل عملکرد قالب اکستروژن و کیفیت پروفیل آلومینیوم انجام می‌شود و در صورت لزوم، تعمیر و اصلاح قالب اکستروژن صورت می‌گیرد.
مزایای ساخت قالب اکسترود آلومینیوم
ساخت قالب اکسترود آلومینیوم با دقت بالا، مزایای اقتصادی و فنی فراوانی را به ارمغان می‌آورد از جمله این مزایا میتوان به موارد زیر اشاره نمود:
- تولید پروفیل‌های آلومینیومی با اشکال و فرم‌های پیچیده و جزئیات دقیق ممکن می‌شود.
- افزایش بهره‌وری بالا و کاهش زمان تولید برای پروفیل‌های کوچک و متوسط از مزایای به‌کارگیری قالبهای چندگانه است.
- عمر قالب به دلیل استفاده از فولادهای مقاوم و طراحی قالب اکستروژن بهینه، افزایش می‌یابد.
- بهبود کیفیت سطح نهایی پروفیل آلومینیوم و دستیابی به دقت ابعادی عالی تضمین می‌شود.
- کاهش دفعات تولید آزمایشی و تعمیر و اصلاح قالب اکستروژن، مستقیماً هزینه‌های تولید را کاهش می‌دهد.
معایب و چالش‌های ساخت قالب اکسترود آلومینیوم
قالب سازی اکستروژن آلومینیوم با چالش‌های فنی دشواری مواجه است،در ادامه برخی از این چالش‌ها مطرح شده اند:
- سایش ابزار قالب اکستروژن یک چالش متداول است که از فشار اکستروژن بالا و دمای اکستروژن بالا در طول فرآیند قالب سازی اکستروژن آلومینیوم نشأت می‌گیرد.
- اعوجاج پروفیل آلومینیوم (Distortion)، که می‌تواند به دلیل انحراف قالب اکستروژن تحت فشار شدید یا توزیع نامنظم حرارت و فشار رخ دهد، نیازمند طراحی قالب اکستروژن بهینه و ساختار قالب تقویت شده است.
- کنترل دقیق جریان آلومینیوم برای اطمینان از خروج یکنواخت پروفیل آلومینیوم از قالب اکسترود، بسیار حیاتی و دشوار است.
انواع طراحی قالب اکستروژن
قالبهای اکستروژن آلومینیوم بسته به طراحی و نوع کاربرد، در گروه‌های متنوعی قرار می‌گیرند و هر دسته متناسب با تولید پروفیل‌های مشخصی مورد استفاده قرار می‌گیرد. دسته‌بندی اصلی این قالب‌ها عبارت است از:
قالب سازی پروفیل آلومینیوم، ساخت قالب اکستروژن پروفیل آلومینیوم
ساخت قالب اکستروژن پروفیل آلومینیوم در هر شکل و حالتی با هدف تولید پروفیل آلومینیوم مورد نظر مشتری با دقت بالا انجام می‌گیرد. قالب پروفیل سازی آلومینیوم شامل صفحه قالب و در صورت نیاز اجزای داخلی است.
قالبهای سالید یا توپر Solid Dies
قالبهای سالید که از یک دیسک فولادی مسطح تشکیل شده‌اند، برای تولید پروفیل‌های توپر که فاقد حفره‌های داخلی هستند (مانند میله‌ها و مقاطع مستطیلی) به کار می‌روند. طراحی قالبهای توپر اکستروژن، ساده‌ترین و ارزان‌ترین است و شامل انواع فلت فیس (Flat Face Die) ، قالب پاکت (Pocket Die) و قالب فیدر (Feeder Die) می‌باشد.
قالبهای توخالی Hollow Dies
این قالب‌ها برای تولید پروفیل‌های توخالی (مانند لوله‌ها) استفاده می‌شوند. قالبهای توخالی پیچیده‌تر بوده و دارای دو بخش اصلی، یعنی صفحه قالب (Cap) و یک قسمت ماندرل (Mandrel) هستند. انواع رایج آن‌ها شامل قالبهای ماندرلی (Porthole) و قالبهای بریج (Bridge Dies) یا اسپایدر (Spider Dies) است.
قالبهای نیمه توخالی Semi-Hollow Dies
قالبهای نیمه توخالی برای تولید مقاطعی استفاده می‌شوند که دارای حفره‌ای نیمه‌بازمانند C شکل‌ها هستند. ساخت قالب اکسترود نیمه توخالی گاهی اوقات نیازمند طراحی قالب اکستروژن با پیچیدگی بیشتر در ناحیه زبانک است تا مقاومت قالب اکسترود افزایش یابد.
قالبهای چندگانه Multiple Dies
قالبهای چندگانه برای تولید همزمان چندین پروفیل آلومینیومی مشابه یا متفاوت مورد استفاده قرار می‌گیرند. قالبهای Multiple Dies با تقسیم جریان فلز در چند مسیر، امکان افزایش ظرفیت تولید را فراهم کرده و نقش مهمی در بهبود بهره‌وری خطوط اکستروژن دارند. استفاده ازMultiple Diesعلاوه بر صرفه‌جویی در زمان و انرژی، باعث کاهش هزینه‌های تولید و افزایش تنوع در مقاطع تولیدی نیز می‌شود.
قالبهای مرکب Compound Dies
قالبهای مرکب ترکیبی از چندین نوع قالب در یک مجموعه هستند و برای ساخت قالب اکسترود پروفیل‌های صنعتی بسیار پیچیده استفاده می‌شوند.
قالبهای پله‌ای Stepped Dies
قالبهای پله‌ای به گونه‌ای طراحی می‌شوند که بتوانند تغییرات تدریجی در مقطع عرضی یا ضخامت دیواره پروفیل آلومینیوم ایجاد کنند. قالبهای Stepped Dies معمولاً در تولید پروفیل‌هایی استفاده می‌شوند که نیازمند تغییر ساختاری در طول محصول هستند و به همین دلیل انعطاف بالایی در طراحی فراهم می‌آورند.
قالبهای توربولانس Turbulence Dies
قالبهای توربولانس دارای طراحی داخلی ویژه‌ای هستند که جریان آلومینیوم را به‌صورت آشفته و متلاطم هدایت می‌کند. این ویژگی سبب می‌شود پروفیل‌هایی با خصوصیات خاص تولید شوند که در صنایع حساس مانند مبدل‌های حرارتی (Heat Exchangers) یا کاربردهای وابسته به تبادل حرارت و جریان سیال بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند.
اجزای قالب اکستروژن
قالب اکستروژن دارای مجموعه‌ای از اجزای دقیق است که هر یک در کنترل جریان آلومینیوم و تحمل فشار نقش دارند:
1. صفحه قالب :(Die Plate) بخش اصلی قالب است که شکل نهایی و دقیق مقطع پروفیل را تعیین می‌کند و جریان آلومینیوم را به صورت یکنواخت هدایت می‌کند.
2. ماندرل :(Mandrel) در قالبهای توخالی برای ایجاد حفره‌های داخلی به کار می‌رود و به حفظ دقت ابعاد داخلی پروفیل کمک می‌کند.
3. پشتیبان :(Backer) در پشت صفحه قالب قرار می‌گیرد تا فشار ایجاد شده در فرآیند اکستروژن به طور یکنواخت توزیع شود و از آسیب به قالب جلوگیری شود.
4. بلاستر :(Bolster) همراه با پشتیبان عمل می‌کند و از انحراف قالب و تغییر شکل پروفیل در اثر فشار بالا جلوگیری می‌کند.
5. کمربند کار :(Bearing Length) طول آن نقش مهمی در کنترل جریان آلومینیوم دارد و کیفیت سطح، دقت ابعادی و یکنواختی پروفیل نهایی را تعیین می‌کند.
6. محفظه جوش :(Welding Chamber) در قالبهای توخالی، جریان آلومینیوم تقسیم شده دوباره به هم متصل می‌شود تا پروفیل نهایی یکپارچه و با مقاومت مکانیکی بالا تولید شود.
کاربردهای خدمات ساخت قالب اکستروژن آلومینیوم در صنعت
خدمات طراحی و ساخت قالب اکستروژن آلومینیوم نقش مهمی در تولید پروفیل‌های آلومینیومی با کیفیت و دقت بالا ایفا می‌کنند و در صنایع مختلف کاربرد گسترده دارند. از جمله مهم‌ترین کاربردها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- صنعت ساختمان و نمای خارجی : تولید پروفیل‌های پنجره، درب، نماهای آلومینیومی و فریم‌های ساختمانی
- صنعت خودرو : ساخت پروفیل‌های سبک و مقاوم برای بدنه خودرو، قاب‌ها، ریل‌ها و سیستم‌های تهویه
- صنایع الکترونیک و برق : تولید هیت‌سینک‌ها، قاب دستگاه‌ها، پروفیل‌های کابل و پوشش‌های محافظ
- صنعت مبلمان و دکوراسیون : ساخت پروفیل‌های تزئینی، ریل‌ها، چارچوب‌ها و تجهیزات داخلی
- صنایع انرژی و مبدل‌های حرارتی : تولید پروفیل‌های کاربردی در مبدل‌های حرارتی و سیستم‌های خنک‌کننده صنعتی
ماشین آلات و دستگاه‌های مورد استفاده در ساخت قالب اکستروژن آلومینیوم (قالب اکسترود آلومینیوم)
ساخت قالب اکسترود آلومینیوم نیازمند ماشین‌آلات مدرن برای دستیابی به دقت مورد نیاز در طراحی قالب اکستروژن است. در فرآیند قالب سازی اکستروژن آلومینیوم، از دستگاه‌های بسیاری استفاده می‌شود که در ادامه به مهم ترین آن‌ها خواهیم پرداخت :
- ماشین‌آلات :CNC ماشین‌آلات تراش CNC و ماشین‌آلات فرز CNC برای برش و شکلدهی قطعات قالب اکسترود به کار می‌روند.
- ماشین آلات تخلیه الکتریکی :(EDM) برای برش دقیق و ایجاد حفره‌ها و جزئیات دقیق در صفحه قالب استفاده ارز دستگاه‌های اسپاک و وایر کات ضروری است.
- ماشین‌آلات سنگ‌زنی : ماشین آلات سنگ زنی برای صاف و هموار کردن سطوح قالب اکسترود استفاده می‌شوند.
- تجهیزات کنترل کیفیت : برای بازرسی و کنترل نهایی ابعاد در پایان ساخت قالب اکسترود آلومینیوم به کار می‌روند.
قیمت قالب سازی اکستروژن آلومینیوم به چه عواملی بستگی دارد؟
قیمت ساخت قالب اکستروژن آلومینیوم به چند عامل مهم و اصلی بستگی دارد:
- نوع و کیفیت فولاد قالب
- پیچیدگی و طراحی مقطع پروفیل
- ابعاد و ضخامت قالب
- تعداد قالب یا تیراژ تولید
- تجهیزات و ماشین‌آلات مورد استفاده
هر چه طراحی قالب اکستروژن آلومینیوم پیچیده‌تر و با متریال مقاوم‌تر باشد، هزینه ساخت بالاتر خواهد بود، در حالی که سفارش‌های تیراژ بالا معمولاً هزینه واحد کمتری دارند.
بهترین شرکت ارائه خدمات طراحی قالب اکستروژن آلومینیوم (ساخت قالب اکستروژن)
در آرشیو صنعت می‌توانید شرکت‌های فعال در زمینه طراحی قالب اکستروژن آلومینیوم را بررسی کنید و بهترین مجموعه متناسب با نیاز خود را پیدا کنید. دسترسی مستقیم به اطلاعات تماس شرکت‌ها، فرآیند ثبت سفارش و مشاوره را ساده و سریع می‌کند.
مزایای دریافت خدمات طراحی قالب اکسترود آلومینیوم از آرشیو صنعت
- صرفه‌جویی در زمان جستجو و یافتن کارگاه یا شرکت متخصص
- دسترسی به تیم‌های مهندسی با تجربه و تجهیزات مدرن قالبسازی
- امکان مقایسه کیفیت و قیمت خدمات قبل از ثبت سفارش
- ارتباط مستقیم و بدون واسطه با شرکت‌های ارائه‌دهنده خدمات
ثبت سفارش خدمات ساخت قالب اکسترود آلومینیوم در آرشیو صنعت
برای ثبت سفارش خدمات ساخت قالب اکسترود آلومینیوم کافی است از طریق اطلاعات تماس موجود در پروفایل شرکت‌ها، مستقیماً با مجموعه مورد نظر ارتباط برقرار کنید. آرشیو صنعت اطلاعات شرکت‌ها و متخصصین را در اختیار کاربران قرار می‌دهد و صحت اطلاعات هر پروفایل بر عهده صاحب پروفایل است.
خدمات تعمیر و اصلاح قالب اکستروژن آلومینیوم (تعمیر قالب اکسترود آلومینیوم)
آرشیو صنعت همچنین مجموعه‌های ارائه‌دهنده خدمات تعمیر و اصلاح قالب اکستروژن آلومینیوم را معرفی می‌کند، خدمات تعمیر شامل اصلاح ابعاد، بازسازی بخش‌های آسیب‌دیده، بهبود تحمل فشار و افزایش طول عمر قالب می‌شود و باعث حفظ کیفیت پروفیل‌های تولیدی و کاهش هزینه‌های تعویض قالب می‌گردد.
سوالات متداول در مورد خدمات ساخت قالب اکسترود آلومینیوم
قالب اکسترود آلومینیوم چیست؟
قالب اکسترود آلومینیوم دیسکی از جنس فولاد گرم‌کار است که در فرآیند اکستروژن، تحت فشار و دمای بالا، برای تولید پروفیل‌های آلومینیومی با مقطع ثابت استفاده می‌شود. دقت و کیفیت قالب تأثیر مستقیم بر شکل و ابعاد پروفیل نهایی دارد.
تعمیر و اصلاح قالب اکستروژن چگونه انجام می‌شود؟
تعمیر و اصلاح قالب اکستروژن شامل تنظیم دقیق کمربند کار (Bearing Length) برای کنترل جریان آلومینیوم و تضمین سرعت خروج یکنواخت پروفیل است. همچنین برای افزایش عمر قالب و مقابله با سایش، عملیات نیتریدینگ و پولیشکاری روی سطح قالب انجام می‌شود.
قالب اکسترود پلاستیک چه تفاوتی با قالب اکستروژن آلومینیوم دارد؟
قالب اکسترود آلومینیوم برای تحمل فشار بسیار بالا (تا ۱۵,۰۰۰ تن) و دمای اکستروژن بالا (تا ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد) طراحی می‌شود و از فولاد گرم‌کار مانند H13 ساخته می‌شود تا دوام و طول عمر بالایی داشته باشد. در مقابل، قالبهای پلاستیک اکسترود معمولاً تحت فشار و دمای پایین‌تر کار می‌کنند و مقاومت کمتری نیاز دارند. به همین دلیل، قالب اکسترود آلومینیوم از نظر دوام و کیفیت تولید، بسیار مقاوم‌تر است و قادر به تولید پروفیل‌های صنعتی دقیق و مقاوم می‌باشد، در حالی که قالبهای پلاستیک برای تولید قطعات با دمای پایین‌تر و فشار کمتر مناسب هستند.
