قالب اکستروژن

استفاده از اکستروژن آلومینیوم در طراحی و ساخت محصولات در دهه های اخیر به خصوص برای قالب اکستروژن به طور قابل توجهی افزایش یافته است. طبق گزارش اخیر تکنایو، بین سال‌های 2019 تا 2023، رشد بازار جهانی اکستروژن آلومینیوم با نرخ رشد سالانه مرکب (CAGR) تقریباً 4 درصد شتاب خواهد گرفت.
شاید شما در مورد این فرآیند تولید شنیده باشید و تعجب کنید که چیست و چگونه کار می کند. امروز ما در مورد چیستی و مزایای اکستروژن آلومینیوم و همچنین مراحل مربوط به فرآیند اکستروژن بحث خواهیم کرد.

اکستروژن آلومینیوم چیست؟

اکستروژن آلومینیوم فرآیندی است که در آن مواد آلیاژ آلومینیوم از طریق یک قالب با مشخصات مقطع خاص عبور می‌کنند. یک پرس قدرتمند آلومینیوم را از داخل قالب هل می دهد و از دهانه قالب خارج می شود. وقتی این کار را کرد، به همان شکل قالب بیرون می‌آید و در امتداد یک میز بیرون کشیده می‌شود.
در سطح اساسی، درک فرآیند اکستروژن آلومینیوم نسبتاً ساده است. نیروی وارد شده را می توان به نیرویی که هنگام فشار دادن یک لوله خمیر دندان با انگشتان خود اعمال می کنید تشبیه کرد. با فشار دادن، خمیر دندان به شکل دهانه لوله ظاهر می شود.
باز شدن لوله خمیر دندان اساساً همان عملکرد قالب اکستروژن را انجام می دهد. از آنجایی که دهانه یک دایره جامد است، خمیر دندان به صورت یک اکستروژن جامد طولانی خارج می شود. در زیر می توانید نمونه هایی از رایج ترین اشکال اکسترود شده را مشاهده کنید: زاویه ها، کانال ها و لوله های گرد.

قالب‌سازی پروفیل آلومینیوم ( Mould making )

ابزار شکل دهنده برای تولید انبوه هر محصولی را قالب گویند.
ساخت قالب اکستروژن اولین مرحله برای تولید پروفیل آلومینیم ( الومینیومی ) می‌باشد.

انواع قالب‌های پروفیل آلومینیوم به روش اکستروژن

به طور کلی قالب‌های پروفیل آلومینیوم را می‌توان از نظر محصول آن به دو دسته تقسیم کرد؛ هرچند که از نظر ابعاد، هندسه، پیکر‌بندی و فن‌آوری ساخت نیز به انواع مختلفی قابل تقسیم‌بندی می‌باشد.
۱. قالب‌های اکستروژن باز ( Port hole )
منظور، قالب‌هایی است که برای تولید پروفیل‌هایی با مقطع هندسه باز، مورد استفاده قرار می‌گیرند مانند:
۲. قالب‌های اکستروژن بسته ( Spider )
به قالب‌هایی گفته می‌شود که برای تولید پروفیل‌های آلومینیومی با مقطع هندسه بسته ( داشتن حداقل یک محوطه بسته در هندسه مقطع باشد ) مورد استفاده قرار می‌گیرند مانند:

سه عامل اصلی قیمت پروفیل آلومینیومی

• عمر قالب اکستروژن الومینیوم الف) از نظر شکستگی و تخریب ب) از نظر هندسه و ابعاد پروفیل تولید شده پ ) از نظر کیفت سطح پروفیل.
• قیمت قالب اکستروژن الومینیوم.
• فناوری خط تولید پروفیل الومینیوم و دانش فنی نیرو‌های مرتبط.

عمر قالب اکستروژن به موارد زیر بستگی دارد

۱- طراحی قالب اکستروژن
۲- کیفیت فولاد مصرفی
۳- عملیات حرارتی انجام شده روی قالب
۴- فن اوری ماشینکاری
۵- نگهداری و اماده‌سازی

عامل تأثیرگذار	توضیحات
طراحی قالب اکستروژن	طراحی دقیق توسط مهندسین با سابقه و استفاده از نرم‌افزار CATIA. ارزیابی صحیح طراحی با توجه به هندسه پروفیل و تلرانس تعریف شده و فشار کم پرس.
کیفیت فولاد مصرفی	استفاده از فولاد آلیاژی با کد ۲۳۴۴-۱ استاندارد ASTM و فولادهای با کیفیت بالاتر از برندهایی مثل UDEHOULM، ASSAB، و بهلر. فولادهای تولیدی در کشورهای مختلف و تولیدکنندگان داخلی.
عملیات حرارتی	فرآیند حرارتی برای افزایش سختی و خواص مکانیکی فولاد، با آزمایش سختی سنجی (۵۰ HRC – ۴۸HRC).
فناوری ماشین‌کاری	استفاده از ابزار دقیق و ماشین‌آلات CNC به‌ویژه برای کیفیت و دقت بالا در تولید قالب‌ها.
نگهداری قالب اکستروژن	رعایت نکات مهم در نگهداری قالب‌ها مانند اجتناب از ضربه با ابزار نوک تیز، پیش‌گرم مناسب بیلت و قالب، دمای تزریق و فشار پرس صحیح برای افزایش عمر قالب.

طراحی قالب اکستروژن

در شرکت قالب سازان بهفرد طراحی قالب اکستروژن توسط مهندسین با سابقه و به وسیله نرم‌افزار catia صورت می‌گیرد که یکی از شاخص‌های قابل اتکا در ارزیابی صحیح بودن طراحی، تولید پروفیلی با هندسه همانند پروفیل درخواستی مشتری و تلرانس تعریف شده و با کمترین فشار پرس می‌باشد که در سال‌های اخیر حد اکثر سرعت تولید نیز به این ارزیابی افزوده گردیده است.

کیفیت فولاد مصرفی

ماده اولیه مصرفی ساخت قالب فولاد آلیاژی با کد ۲۳۴۴-۱ استاندار ASTM می‌باشد. که شرکت‌های بزرگ تولید‌کننده فولاد اسامی خاص خود را با کیفتی بالاتر از استاندارد نامگذاری می‌کنند آنچه که در بازار ایران موجود است به ترتیب طبقه کیفیت از شرکت UDEHOULM سوئد با نام تجاری ASSAB در ایران شناخته شده است کد QRO۹۰ SUPREME و ORVAR۲M و شرکت بهلر المان کد w۳۰۰ و شرکت‌های کوچکتر از همان کد ۲۳۴۴ استفاده می‌کنند.
محصولات کشور‌های اسلونی، تایوان، چک، اکراین، ژاپن و همچنین تولید‌کنندگان داخلی مانند شرکت فولادآلیاژِی اصفهان و شرکت فولاد اسفراین در بازار موجود می‌باشد.

عملیات حرارتی (heat tritment)

عملیات حرارتی یا heat tritment که در اصطلاح عمومی به آبکاری معروف است به فرایندی گفته می‌شود که با استفاده از کوره‌های مخصوص دمای فولاد را در زمان مشخص و دمای مشخص با نمودار کاهشی و افزایشی مشخص تبدیل به فولادی با سختی تعریف شده و خواص مکانیکی به مراتب بهتری می‌نماید. که با آزمایش سختی سنجی با سختی متوسط ۵۰ HRC – ۴۸HRC سخت کاری می‌شود و قابل سنجش است.

فناوری ماشین کاری

از عوامل مهم در کیفیت و عمر قالب اکستروژن ابزار استفاده شده در ساخت و نیروی انسانی اپراتور این ماشین الات است که ماشین‌های CNC تأثیر شگرفی در این مورد دارند.

نگهداری قالب اکستروژن

عوامل بسیار زیادی وجود دارد که عدم رعایت آن‌ها در نگهداری قالب به شدت از عمر قالب میکاهند از جمله:

• سود کاری برای خارج کردن باقیمانده از تولید اگر با ضربه و ابزار نوک تیز استفاده شود
• پیش گرم بیلت و دمای نهائی اگر نامناسب یاشد
• پیش گرم قالب و دمای تزریق اگر به دمای مطلوب نرسد
• فشار پر کن دستگاه پرس و فشار نهائی ان اگر بیش از حد باشد
• کاسی قالب نسبت به بکر و بلستر نسبت به بکر از حد معینی بیشتر باشد

ساخت قالب پروفیل الومینیومی با قالب اکستروژن

ساخت قالب پروفیل آلومینیوم در شرکت قالب سازان بهفرد به روش اکستروژن و سیستم CAD-CAM که یک تکنولوژی مدرن و حرفه ای است، انجام می شود. مراحل ساخت قالب اکستروژن شامل موارد زیر می باشد:

1. قطعی شدن نقشه پروفیل الومینیوم و ثبت شماره سریال
2. طراحی قالب و تهیه یک فایل سه بعدی از ان
3. تحلیل عملکرد و در صورت نیاز شبیه‌سازی فرایند اکستروژن
4. قطعی شدن فایل سه بعدی
5. تهیه درأفت سمبه
6. تهیه درأفت ماتریس
7. برش فولادسمبه
8. برش فولاد ماتریس
9. تراشکاری و ساخت بلوک خام سمبه
10. تراشکاری و ساخت بلوک خامه ماتریس
11. نازک کاری حک شماره سریال
12. فرزکاری سی ان سی در حد خشن کاری
13. اسپارک قسمت‌هایی که با فرز امکانن‌پذیر نیست
14. سوپر دریل و وایر کات ماتریس
15. عملیات حرارتی
16. نازک کاری ملاقات و جفت کردن سمبه و ماتریس
17. فرز کاری دستی و CNC
18. نازک کاری و فیلر کاری قالب
19. کنترل کیفیت نهائی

هزینه ساخت قالب اکستروژن

هزینه ساخت قالب به مواردی همچون بسته یا باز بودن مقطع (قالب بکر بودن یا سنبه ماتریس بودن)، سایز قالب، قیمت روز آلیاژ فولاد انتخابی مشتری بستگی دارد. این هزینه یک بار بوده و پس از آن فقط هزینه تولید پروفیل را می پردازید.

اهمیت توسعه و بهبود ساخت قالب اکستروژن آلومینیوم

در بسیاری از کشورهای صنعتی، محصولات آلومینیومی که به صورت سری تولید می شوند، از فرآیند پرس اکستروژن آلومینیوم بهره می برند. کشورهایی که در زمینه ساخت قالب های آلومینیوم برای صنعت تولید پروفیل آلومینیوم دارای تجربه و طیف گسترده ای هستند، با بهره گیری از روش های به روز و اطلاعات علمی، به سمت توسعه مداوم ساخت قالب های آلومینیومی و بهبود فرآیند اکستروژن پیش می روند.
در کشور ما، اهمیت بالایی به ساخت قالب اکستروژن آلومینیوم اختصاص یافته است، و با در نظر گرفتن شرایط محیطی و اقتصادی کشور، تلاش های فراوانی در این زمینه انجام می شود. این تلاش ها به منظور تولید محصولات با کیفیتی انجام می شود که تقریبا در هر زمینه از زندگی روزمره قابل استفاده باشند، به منظور رقابت با نقاط قوت کشورهای توسعه یافته در حوزه اقتصادی.
برای دستیابی به این تولید، هدف اصلی توسعه و بهبود ظرفیت تولید است، که همراه با کاهش نیروی کار و بهره گیری از بهترین مواد اولیه، منجر به بهبود کلی اقتصادی و کیفیت محصولات می شود. این گام ها جهت توسعه صنعت و افزایش قدرت رقابتی کشور به عنوان یک بازیگر مهم در بازار جهانی بسیار حیاتی می باشند.

تاثیر ضخامت در ساخت قالب اکستروژن آلومینیوم

در چند سال اخیر، مشاهده می شود که ضخامت قالب های استفاده شده در فرآیند اکستروژن آلومینیوم به طور پیوسته کاهش یافته است. این اقدام اصلی به دلیل آگاهی بیشتر سازندگان از ضرورتی است که بار اکستروژن نباید به صورت مستقیم توسط خود قالب تحمل شود. به جای آن، باید بار توسط قالب به قالب گیر و پشت بند قالب منتقل شود.
در این راستا، سازندگان پرس ها، قالب اکسترود آلومینیوم را با توجه به پارامترهای مرجع و ویژگی های فنی انتخاب می کنند. این انتخابات با هدف ایجاد یک سیستم قالب سازی کارآمد، کاهش نیاز به تحمل بار توسط خود قالب، و ایجاد انتقال بهینه بار اکستروژن انجام می شوند.
کاهش ضخامت قالب ها منجر به بهبود عملکرد و کارایی در فرآیند اکستروژن می شود. این تغییرات طراحی باعث افزایش دقت در انتقال بار و افزایش دوام قالب می شود. همچنین، تاثیر مستقیم بر کیفیت نهایی محصولات اکستروژن داشته و نیاز به تغییرات در فرآیند تولید را به همراه دارد. این بهبودات نه تنها به بهره وری و اقتصادی تر شدن فرآیند تولید کمک می کند بلکه به تولید محصولات با کیفیت و استحکام بیشتر نیز اساسی می شود.

شرکت بهفرد یکی از تولید کنندگان انواع‌ قطعات و قالب های فلزی است. این کمپانی بیش از بیست سال سابقه دارد و محصولات آن از بالاترین کیفیت برخوردار هستند. شرکت بهفرد از بهترین تجهیزات و قطعات برای تولید محصولات خود استفاده می کند و به همین دلیل محصولات آن طول عمر بالایی دارند. برای خرید انواع قطعات فلزی مانند پروفیل های آلومینیوم، قالب کانفرم و همچنین پروفیل آلومینیوم اختصاصی با متخصصین ما در تماس باشید.

نکات مهم سفارش قالب اکستروژن

• زمان تحویل سفارش: 30 روز کاری پس از تایید نقشه و دریافت پیش پرداخت است.
• مدت اعتبار سفارش: 5 روز پس از تاریخ صدور می باشد.
• نحوه پرداخت وجه: 60% بهای سفارش به عنوان پیش پرداخت و مابقی پس از تایید قالب می باشد.
• فیلت مناسب برای تمام گوشه های پروفیل در نظر گرفته شود.
• برای تولید از قالب نیاز به بلستر اختصاصی می باشد.
• آبکاری با سه مرحله برگشت و تست جداگانه می باشد.
• هزینه انجام یک مرحله تست به عهده مشتری می باشد.
• محل تحویل کالا در کارخانه فروشنده یا ارسال توسط فروشنده به محل مورد نظر شما میتواند باشد.

ویژگی ها و مزایای قالب اکستروژن آلومینیوم

قالب های اکستروژن آلومینیوم دارای ویژگی ها و مزایای متعددی هستند که در تولید پروفیل های آلومینیومی با کیفیت و دقیق نقش مهمی ایفا می کنند. این مزایا عبارتند از:
دقت در ابعاد پروفیل آلومینیوم: قالب های اکستروژن با دقت بالا در ابعاد، تولید پروفیل های آلومینیومی را با کیفیت و استانداردهای بالا تضمین می کنند.
طراحی اختصاصی قالب اکستروژن: این قالب ها به صورت اختصاصی طراحی می شوند تا نیازهای خاص هر پروژه را برآورده کنند و بهترین نتایج را به دست دهند.
استحکام و طول عمر بالا: قالب های اکستروژن دارای استحکام و طول عمر بالایی هستند که به دوام و پایداری در فرآیند تولید کمک می کند.
کیفیت مناسب پروفیل آلومینیوم: استفاده از این قالب ها منجر به تولید پروفیل های آلومینیومی با کیفیت و یکنواخت می شود که در کاربردهای مختلف قابل اعتماد هستند.
کاهش قیمت تمام شده: با استفاده از قالب های اکستروژن، هزینه های تولید کاهش می یابد و این به کاهش قیمت تمام شده پروفیل های آلومینیومی منجر می شود.
دقت بالا با تلرانس CNC: این قالب ها دارای دقتی معادل تلرانس ماشین آلات CNC هستند که به تولید پروفیل های با ابعاد دقیق و منظم کمک می کند.
امکان تولید سری با قیمت مناسب تر: قالب های اکستروژن قابلیت تولید سری با تعداد بالا را فراهم می کنند که باعث کاهش هزینه های تولید در حجم های زیاد می شود.
تکرارپذیری در ساخت: این قالب ها امکان تکرارپذیری در تولید را دارند و در صورت نیاز به تغییرات، ساخت مجدد به سادگی امکان پذیر است.
شبیه سازی اولیه و تست خروجی: قبل از ساخت نهایی، قالب های اکستروژن می توانند در نرم افزار شبیه سازی و تست شوند تا از کیفیت و دقت خروجی پروفیل آلومینیوم اطمینان حاصل شود.
کیفیت بالا به دلیل استفاده از CNC: استفاده از ماشین آلات CNC در ساخت این قالب ها، کیفیت بالای پروفیل های آلومینیومی و خود قالب ها را تضمین می کند.
فشار کمتر بر دستگاه و قالب اکستروژن: طراحی مناسب این قالب ها باعث کاهش فشار بر روی دستگاه و قالب اکستروژن در فرآیند تولید می شود.
اصلاح آسان تر قالب: در صورت نیاز به اصلاحات، این قالب ها به سادگی قابل تغییر و بهبود هستند.
عمر بالا و تولید بیشتر: استحکام و طول عمر بالای قالب های اکستروژن به تولید بیشتر و با کیفیت تر پروفیل های آلومینیومی کمک می کند.
به طور کلی، استفاده از قالب های اکستروژن آلومینیوم با این ویژگی ها و مزایا، به بهبود کیفیت تولید، کاهش هزینه ها و افزایش کارایی در صنعت تولید پروفیل های آلومینیومی منجر می شود.