Druck: ein entscheidender Parameter
Der Druck ist ein zentraler Parameter im Extrusionsprozess und kann je nach Kapazität der Presse variieren. Unsere Pressen unterscheiden sich hinsichtlich des maximalen hydrostatischen Drucks, und diese Werte hängen vom Behälterdurchmesser und der maximalen Presskraft ab. Der hydrostatische Druck beeinflusst den Materialfluss durch das Werkzeug und ist entscheidend für die endgültige Form des Profils.
Druckschwankungen
Während der Strangpressung variiert der Druck in verschiedenen Teilen des Werkzeugs, was zu Druckschwankungen führen kann. Die Lagerlängen des Werkzeugs – die Reibungsfläche im profilbildenden Spalt – sind so konzipiert, dass sie den Druck ausgleichen, aber diese Druckschwankungen beeinflussen den Fluss durch das Werkzeug. Die Druckschwankungen sind während des Presszyklus nicht konstant, was bedeutet, dass sich der Fluss je nach Werkzeugposition ändert. Diese Variationen wiederum beeinflussen die resultierende Profilform.
Kräfte und Extrusionsgeschwindigkeit
Ein weiterer wichtiger Parameter ist die Extrusionsgeschwindigkeit. Da die Profilpressung ein intermittierender Prozess ist, bei dem jeder neue Bolzen gestoppt wird, bevor der Presszyklus neu startet, muss die Geschwindigkeit angepasst werden, um den Materialfluss zu optimieren. Wenn die Geschwindigkeit nicht korrekt eingestellt wird, kann dies das Dimensionsergebnis des fertigen Profils beeinträchtigen.
Pullerkraft: Steuerung der Profile
Beim Ausstoßen der Profile wird das vordere Ende von einer ziehenden Einheit, dem Puller, gesteuert. Der Puller hat zwei Zwecke: die Profile für die weitere Bearbeitung gerade zu halten und Geschwindigkeitsunterschiede zwischen verschiedenen Profilen in einem Mehrfachwerkzeug auszugleichen. Wenn zu viel Zugkraft auf ein Profil ausgeübt wird, kann dies zu einer übermäßigen Streckung führen, was die Formgenauigkeit beeinträchtigt.
Temperaturkontrolle: zur Aufrechterhaltung der Qualität
Eine korrekte Temperaturbehandlung ist entscheidend für die Extrusion von Aluminiumlegierungen. Der Bolzen muss auf die richtige Temperatur erwärmt werden, um eine Auflösung zu erreichen und Legierungselemente wie Magnesiumsilizide zu verteilen. Nach der Extrusion ist eine schnelle Abkühlung erforderlich, um eine unerwünschte Agglomeration dieser Elemente zu vermeiden. Dies geschieht, um das Material für die anschließende Ausscheidungshärtung vorzubereiten, die dem Material seine endgültigen mechanischen Eigenschaften verleiht.
Bolzentemperatur: angepasstes Wärmemanagement
Um eine konstante Extrusionstemperatur zu gewährleisten, ist es wichtig, die Bolzentemperatur während des Prozesses anzupassen. Durch die Anpassung der Temperatur am vorderen Ende kann die Temperaturerhöhung, die durch die Umformarbeit entsteht, kompensiert werden, was einen stabilen Prozess sicherstellt.
Kühlung: wichtig für das Dimensionsergebnis
Die Kühlung ist ein kritischer Prozess, um die gewünschte Profilform und Festigkeit zu erreichen. Leichtere Legierungen wie EN AW-6060 und EN AW-6063 können luftgekühlt werden, während härtere Legierungen wie EN AW-6082 eine schnelle und intensive Wasserkühlung erfordern. Eine effiziente Kühlung ist entscheidend, um Wärmespannungen im Material zu vermeiden, die zu Problemen bei der nachfolgenden Bearbeitung führen können.
Einfluss der Kühlung auf das Aluminiumprofil
Je intensiver die Kühlung, desto größer der Einfluss auf das Dimensionsergebnis. Eine ungleichmäßige Kühlung kann zu Wärmespannungen führen, die die Qualität des Profils beeinträchtigen und Probleme bei der Handhabung und Bearbeitung verursachen können.
Strecken: richtige Profilform nach der Extrusion
Nachdem das Profil abgekühlt ist, wird ein Streckvorgang durchgeführt, um Krümmungen zu korrigieren und Wärmespannungen zu reduzieren, die während des Pressens und Kühlens entstehen. Das Strecken erfolgt, indem die gesamte Profillänge an den Enden gefasst und um ca. 1 % gestreckt wird. Dies legt die endgültige Dimension fest und beeinflusst insbesondere Flanschwinkel und Spaltöffnungen bei Profilen mit halboffenen Querschnitten.
Aushärtung: endgültige Festigkeit und Qualität
Nach dem Strecken werden die Profile in Handhabungslängen, üblicherweise 4–6 Meter, geschnitten und einem Aushärtungsprozess unterzogen. Während dieses Prozesses wird das Material 5–8 Stunden lang auf 175°C – 185°C erwärmt, wodurch sich die Legierungselemente an den Korngrenzen binden und dem Profil seine endgültigen mechanischen Eigenschaften verleihen. Die Aushärtung stellt sicher, dass das Material seine maximale Festigkeit und Stabilität erreicht.
Zusammenfassung
Die Parameter des Extrusionsprozesses sind entscheidend, um eine hohe Qualität und Präzision von Aluminiumprofilen zu gewährleisten. Durch die sorgfältige Steuerung von Faktoren wie Druck, Temperatur, Kühlung und Strecken kann das Ergebnis optimiert und Profile mit den gewünschten Eigenschaften hergestellt werden. Um die bestmöglichen Ergebnisse zu erzielen, ist es wichtig, diese Parameter während des gesamten Produktionsprozesses, von der Extrusion bis zur Aushärtung, zu verstehen und zu kontrollieren.
