알루미늄 합금 프로파일이 생활 및 생산 분야에서 널리 사용되는 이유는 저밀도, 내식성, 우수한 전기 전도성, 비강자성 특성, 성형성 및 재활용 가능성과 같은 장점을 누구나 충분히 인식하고 있기 때문입니다.
중국의 알루미늄 프로파일 산업은 소규모에서 대규모로 처음부터 성장하여 주요 알루미늄 프로파일 생산 국가로 발전했으며 생산량은 세계 1위입니다. 그러나 알루미늄 프로파일 제품에 대한 시장의 요구 사항이 계속 증가함에 따라 알루미늄 프로파일의 생산은 복잡성, 고정밀도 및 대규모 생산 방향으로 발전하여 일련의 생산 문제를 야기했습니다.
알루미늄 프로파일은 대부분 압출에 의해 생산됩니다. 생산 중에는 압출기의 성능, 금형 설계, 알루미늄 막대의 구성, 열처리 및 기타 공정 요소를 고려하는 것 외에도 프로파일의 단면 설계도 고려해야 합니다. 최고의 프로파일 단면 설계는 소스로부터의 공정 난이도를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 제품의 품질과 사용 효과를 향상시키고 비용을 절감하며 배송 시간을 단축할 수 있습니다.
이 기사에서는 실제 생산 사례를 통해 알루미늄 프로파일 단면 설계에 일반적으로 사용되는 몇 가지 기술을 요약합니다.
1. 알루미늄 프로파일 단면 설계 원리
알루미늄 프로파일 압출은 가열된 알루미늄 막대를 압출 배럴에 넣고 압출기를 통해 압력을 가하여 주어진 모양과 크기의 다이 구멍에서 압출하여 소성 변형을 일으켜 필요한 제품을 얻는 가공 방법입니다. 알루미늄 막대는 변형 과정에서 온도, 압출 속도, 변형량 및 금형과 같은 다양한 요인의 영향을 받기 때문에 금속 흐름의 균일성을 제어하기 어렵고 이로 인해 금형 설계가 어려워집니다. 금형의 강도를 보장하고 균열, 붕괴, 치핑 등을 방지하려면 프로파일 단면 설계에서 큰 캔틸레버, 작은 개구부, 작은 구멍, 다공성, 비대칭, 얇은 벽, 고르지 않은 벽 등을 피해야 합니다. 두께 등 디자인할 때 용도, 장식 등의 측면에서 성능을 먼저 만족시켜야 합니다. 결과물은 사용할 수 있지만 최선의 해결책은 아닙니다. 설계자가 압출 공정에 대한 지식이 부족하고 관련 공정 장비를 이해하지 못하고 생산 공정 요구 사항이 너무 높고 엄격하면 자격률이 낮아지고 비용이 증가하며 이상적인 프로파일이 생성되지 않기 때문입니다. 따라서 알루미늄 프로파일 단면 디자인의 원칙은 기능적 디자인을 만족시키면서 최대한 간단한 공정을 사용하는 것입니다.
2. 알루미늄 프로파일 인터페이스 디자인에 대한 몇 가지 팁
2.1 오류 보상
마감은 프로파일 생산의 일반적인 결함 중 하나입니다. 주요 이유는 다음과 같습니다.
(1) 깊은 단면 개구부가 있는 프로파일은 압출 시 닫히는 경우가 많습니다.
(2) 프로파일을 늘리고 곧게 펴면 마감이 강화됩니다.
(3) 특정 구조의 접착제 주입 프로파일도 접착제 주입 후 콜로이드의 수축으로 인해 닫히게 됩니다.
위에서 언급한 폐쇄가 심각하지 않은 경우 금형 설계를 통해 유량을 제어하여 피할 수 있습니다. 그러나 여러 요소가 중첩되어 금형 설계 및 관련 프로세스로 폐쇄를 해결할 수 없는 경우 단면 설계, 즉 사전 개방에서 사전 보상을 제공할 수 있습니다.
개통 전 보상 금액은 구체적인 구조와 이전 폐쇄 경험을 바탕으로 선택해야 합니다. 이때, 금형개방도면(Pre-Opening)과 완성도면의 디자인이 다르다(그림1).
2.2 큰 크기 섹션을 여러 개의 작은 섹션으로 분할
대규모 알루미늄 프로파일이 개발됨에 따라 많은 프로파일의 단면 설계가 점점 더 커지고 있습니다. 이는 이를 지원하기 위해 대형 압출기, 대형 금형, 대형 알루미늄 로드 등과 같은 일련의 장비가 필요함을 의미합니다. , 그리고 생산 비용이 급격히 상승합니다. 접합으로 얻을 수 있는 일부 대형 섹션의 경우 설계 중에 여러 개의 작은 섹션으로 분할해야 합니다. 이를 통해 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 평탄도, 곡률 및 정확성을 더 쉽게 확보할 수 있습니다(그림 2).
2.3 평탄도 향상을 위한 보강리브 설치
프로파일 섹션을 설계할 때 평탄도 요구 사항이 자주 발생합니다. 소스팬 프로파일은 구조적 강도가 높아 평탄도 확보가 용이합니다. 긴 스팬 프로파일은 압출 직후 자체 중력으로 인해 처지고 중앙에서 굽힘 응력이 가장 큰 부분이 가장 오목해집니다. 또한 벽면 패널이 길기 때문에 파동이 발생하기 쉽고 이로 인해 평면의 단속성이 악화됩니다. 따라서 단면 설계 시 대형 평판 구조는 피해야 한다. 필요한 경우 중앙에 보강 리브를 설치하여 평탄도를 향상시킬 수 있습니다. (그림 3)
2.4 2차 가공
프로파일 생산 과정에서 일부 섹션은 압출 가공으로 완성하기 어렵습니다. 가능하더라도 가공 및 생산 비용이 너무 높을 것입니다. 이때 다른 처리 방법을 고려할 수 있습니다.
사례 1: 프로파일 단면의 직경이 4mm 미만인 구멍은 금형의 강도가 부족하고 쉽게 손상되며 가공이 어렵습니다. 작은 구멍을 제거하고 대신 드릴링을 사용하는 것이 좋습니다.
사례 2 : 일반적인 U자형 홈의 제작은 어렵지 않으나, 홈깊이와 홈폭이 100mm를 초과하거나, 홈폭과 홈깊이의 비율이 무리한 경우, 금형강도가 부족하고 개구부 확보가 어려운 등의 문제 생산 중에도 발생합니다. 프로파일 섹션을 설계할 때 개구부가 닫힌 것으로 간주할 수 있으므로 강도가 부족한 원래의 솔리드 금형을 안정적인 분할 금형으로 바꿀 수 있으며 압출 중 개구부 변형 문제가 없어 형상을 더 쉽게 만들 수 있습니다. 유지하다. 또한 설계 중에 개구부의 두 끝 부분 사이의 연결에 대해 일부 세부 사항을 수행할 수 있습니다. 예를 들어, 최종 가공 중에 쉽게 제거할 수 있도록 V자 모양의 표시, 작은 홈 등을 설정합니다(그림 4).
2.5 겉은 복잡하지만 속은 단순하다
알루미늄 프로파일 압출 금형은 단면에 공동이 있는지 여부에 따라 솔리드 금형과 션트 금형으로 나눌 수 있습니다. 솔리드 몰드의 가공은 비교적 간단한 반면, 션트 몰드의 가공에는 캐비티 및 코어 헤드와 같은 비교적 복잡한 공정이 포함됩니다. 따라서 프로파일 단면의 디자인은 충분히 고려되어야 한다. 즉 단면의 외부 윤곽을 더욱 복잡하게 설계할 수 있으며, 홈, 나사 구멍 등은 최대한 주변에 배치해야 한다. , 내부는 최대한 단순해야 하며 정확도 요구 사항이 너무 높아서는 안 됩니다. 이러한 방식으로 금형 가공 및 유지 관리가 훨씬 간단해지고 수율도 향상됩니다.
2.6 예비마진
압출 후 알루미늄 프로파일은 고객 요구에 따라 표면 처리 방법이 다릅니다. 그 중 아노다이징(anodizing)과 전기영동(electrophoresis) 방식은 박막층으로 인해 크기에 거의 영향을 미치지 않는다. 분체 도장의 표면 처리 방법을 사용하면 모서리와 홈에 분체가 쉽게 쌓이고 단일 층의 두께가 100μm에 도달할 수 있습니다. 슬라이더와 같은 조립 위치라면 스프레이 코팅이 4겹 있다는 의미입니다. 두께가 최대 400μm이면 조립이 불가능하고 사용에 영향을 미칩니다.
또한, 압출수가 증가하고 금형이 마모됨에 따라 프로파일 슬롯의 크기가 점점 작아지고 슬라이더의 크기가 점점 커지므로 조립이 더욱 어려워집니다. 위의 이유를 바탕으로 조립을 보장하려면 설계 중 특정 조건에 따라 적절한 마진을 확보해야 합니다.
2.7 공차 표시
단면설계의 경우 조립도면을 먼저 제작한 후 프로파일 제품도면을 제작합니다. 올바른 조립 도면이 프로파일 제품 도면이 완벽하다는 것을 의미하지는 않습니다. 일부 설계자는 치수 및 공차 표시의 중요성을 무시합니다. 표시된 위치는 일반적으로 조립 위치, 개구부, 홈 깊이, 홈 너비 등과 같이 보장해야 하는 치수이며 측정 및 검사가 쉽습니다. 일반적인 치수 공차의 경우 국가 표준에 따라 해당 정확도 수준을 선택할 수 있습니다. 일부 중요한 어셈블리 치수는 도면에 특정 공차 값으로 표시되어야 합니다. 공차가 너무 크면 조립이 더 어려워지고, 공차가 너무 작으면 생산 비용이 증가합니다. 합리적인 공차 범위를 위해서는 디자이너의 일상적인 경험 축적이 필요합니다.
2.8 세부 조정
세부 사항이 성공 또는 실패를 결정하며 프로파일 단면 설계에서도 마찬가지입니다. 작은 변화로 인해 금형을 보호하고 유량을 제어할 수 있을 뿐만 아니라 표면 품질을 개선하고 수율도 높일 수 있습니다. 일반적으로 사용되는 기술 중 하나는 모서리를 둥글게 만드는 것입니다. 와이어 절단에 사용되는 얇은 구리선에도 직경이 있기 때문에 압출 프로파일은 모서리가 완전히 날카로울 수 없습니다. 그러나 모서리의 유속이 느리고 마찰이 크고 응력이 집중되어 압출 흔적이 뚜렷하고 크기 제어가 어렵고 금형이 부서지기 쉬운 상황이 종종 있습니다. 따라서 사용에 지장을 주지 않으면서 라운딩 반경을 최대한 늘려야 합니다.
소형 압출기로 생산하더라도 프로파일의 벽두께는 0.8mm 이상이어야 하며, 단면의 각 부분의 벽두께는 4배 이상 차이가 나서는 안 된다. 설계 중에 벽 두께의 갑작스러운 변화에 대각선 또는 호 전환을 사용하여 규칙적인 배출 형태를 보장하고 금형 수리를 쉽게 할 수 있습니다. 또한 벽이 얇은 프로파일은 탄력성이 더 좋으며 일부 거싯, 배튼 등의 벽 두께는 약 1mm가 될 수 있습니다. 각도 조정, 방향 변경, 캔틸레버 단축, 간격 증가, 대칭 개선, 공차 조정 등과 같은 설계 세부 사항을 조정하는 데는 많은 응용 프로그램이 있습니다. 즉, 프로파일 단면 설계에는 지속적인 요약과 혁신이 필요하며, 금형 설계, 제조, 생산 공정과의 관계.
3. 결론
설계자로서 프로파일 제작을 통해 최고의 경제적 이익을 얻기 위해서는 설계 시 사용자 요구, 디자인, 제조, 품질, 비용 등을 포함하여 제품의 전체 수명주기의 모든 요소를 고려하여 달성하기 위해 노력해야 합니다. 최초의 제품 개발 성공. 이를 위해서는 설계 결과를 예측하고 사전에 수정하기 위해 제품 생산을 매일 추적하고 직접적인 정보를 수집 및 축적해야 합니다.
게시 시간: 2024년 9월 10일
