Der Strangpressprozess
Direktes und indirektes Strangpressen
Es gibt verschiedene Strangpressverfahren, die gängigsten sind jedoch das direkte und das indirekte Strangpressen. Beide sind intermittierende Prozesse, bei denen Faktoren wie Bolzengewichte, Profilgewichte, Presslängen und Zykluszeiten eine wichtige Rolle spielen. Das von ProfilGruppen verwendete Verfahren wird als direktes Strangpressen bezeichnet.
Für kleine Profile und einfache Rohre wird auch kontinuierliches Strangpressen eingesetzt. Unabhängig vom Verfahren ist allen gemeinsam, dass das Material geformt wird, wenn es durch die profilbildenden Spalten im Werkzeug gepresst wird.
Um eine stabile und exakte Produktion zu erreichen, ist eine sorgfältige Justierung der Werkzeuge sowie eine präzise Kontrolle der Prozessparameter erforderlich.
Beschreibung des Strangpressens
Das Strangpressen beginnt damit, dass ein legierter Aluminiumbolzen in angepasste Längen geschnitten und auf ca. 500 °C erwärmt wird. Anschließend wird er mit hoher Kraft durch ein Werkzeug gepresst, das dem Profil seine Form verleiht. Das Profil wird dann mit Luft oder Wasser gekühlt, abhängig von der Legierung. Nach dem Abkühlen werden die Profile gestreckt und auf die richtige Länge geschnitten, bevor sie einer Warmauslagerung unterzogen werden. Dieser Prozess, der zwischen fünf und acht Stunden bei ca. 180 °C dauert, verbessert die Festigkeit des Aluminiums.
Konstruktions- und Designaspekte
Sollbrücke – eine Lösung für enge Toleranzen
Wenn ein Profil schwierig mit engen Toleranzen zu produzieren ist, kann eine Sollbrücke verwendet werden. Das Profil wird dann als Hohlprofil hergestellt, wobei die Spaltöffnung mit einem Verschlussteil geschlossen wird. Nach der abschließenden Wärmebehandlung wird die Sollbrücke entfernt, was zu einem Profil mit exakten Maßen führt. Bei empfindlichen Profilen dient die Sollbrücke auch als Transportsicherung.
Wandstärke – ein Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Design
Die Legierungswahl beeinflusst, welche Wandstärke für ein Profil erforderlich ist. Generell gilt:
- EN AW-6005 erfordert ca. 15 % größere Wandstärke als EN AW-6060.
- EN AW-6082 erfordert ca. 25 % größere Wandstärke als EN AW-6060.
Größere Profile erfordern generell größere Wandstärken, damit der Strangpressprozess optimal funktioniert. Für beste Ergebnisse sollten Profile aufweisen:
- Gleichmäßige Wandstärke
- Symmetrische Form
- Stabile Profilstruktur
Eckenradien – Präzision und Einschränkungen
Eckradien werden oft als „so scharf wie möglich“ beschrieben, aber es gibt Einschränkungen:
- Außenecken werden durch Innenecken im Werkzeug erzeugt und umgekehrt.
- Es ist nicht möglich, eine Außenecke mit einem Radius von weniger als 0,20 mm stranggepresst herzustellen, aufgrund der Einschränkungen der Drahterodierungstechnik und der Fließfähigkeit des Materials.
- Innenecken können technisch vollständig scharf ausgeführt werden, aber Werkzeugverschleiß führt im Laufe der Zeit zu Abrundungen.
Dorne – eine Herausforderung bei halboffen Profilen
Bei der Konstruktion von halboffenen Profilen wird der teilweise umschlossene Bereich durch einen Dorn im Werkzeug geformt. Dieser ist hohem Materialdruck ausgesetzt, wodurch das Risiko eines Werkzeugversagens steigt. Durch Einhaltung der Empfehlungen für das Verhältnis zwischen Dorntiefe und Profilöffnung kann die Haltbarkeit optimiert werden.
Formfaktor für Dorne
Verschiedene Arten von Dornen stellen unterschiedliche Herausforderungen für den Werkzeugkonstrukteur dar. Unter allen Umständen ist ein Dorn mit guter Abstützung vorzuziehen, die Probleme können jedoch durch spezielle Werkzeugkonstruktionen gelöst werden.
Zusammenfassung
Der Strangpressprozess bietet große Möglichkeiten zur Herstellung maßgeschneiderter Aluminiumprofile mit hoher Präzision. Gleichzeitig bestehen technische Einschränkungen, die Design und Produktion beeinflussen. Durch das Verständnis, wie Faktoren wie Sollbrücken, Wandstärke, Eckenradien und Dorne den Prozess beeinflussen, können Profile entwickelt werden, die sowohl langlebig als auch fertigungsgerecht sind. Die richtige Materialauswahl und optimierte Konstruktion führen zu effizienten und kosteneffektiven Lösungen für verschiedene Anwendungen.
