Prozesszyklus und Werkzeugwechsel
Einer der herausragendsten Vorteile des Strangpressens sind die kurzen Rüstzeiten zwischen den Produktionszyklen. Bei einem Profilwechsel ist lediglich ein Werkzeugwechsel erforderlich, sodass die Produktion fortgesetzt werden kann, ohne den Prozess vollständig zu stoppen. Die Presse ist mit einem Die-Slide-System ausgestattet, das es ermöglicht, das neue Werkzeug während des laufenden Pressvorgangs vorzubereiten. Beim Werkzeugwechsel wird das alte Werkzeug herausgeschoben, während das neue gleichzeitig in die richtige Position gebracht wird, ohne dass der Prozess unterbrochen wird. Zudem kann die Reinigung des entnommenen Werkzeugs während des eigentlichen Presszyklus erfolgen, was die Stillstandszeiten weiter reduziert.
Werkzeuge und Justierungen
Die für das Strangpressen verwendeten Werkzeuge werden aus Warmarbeitsstahl gefertigt und gehärtet, um Langlebigkeit und Präzision zu erreichen. Nach der Herstellung werden die Werkzeuge getestet und justiert, um sicherzustellen, dass der Materialfluss durch das Werkzeug korrekt gesteuert wird, was entscheidend für die endgültige Form des Profils ist. Oberflächenhärtungen, wie zum Beispiel Nitrieren oder Titanbeschichten, werden durchgeführt, um die Lebensdauer der Werkzeuge zu verlängern und die Produktqualität beizubehalten.
Werkzeugkosten und Lieferzeiten
Ein weiterer Vorteil des Strangpressens sind die niedrigen Werkzeugkosten. Im Vergleich zu anderen Verfahren, wie zum Beispiel dem Druckguss, sind die Werkzeugkosten beim Strangpressen deutlich geringer – oft nur ein Zehntel der Kosten. Werkzeuge werden zudem schnell geliefert, in der Regel innerhalb von 2–3 Wochen nach Bestellung, was in Entwicklungsprojekten ein großer Vorteil ist. Die Werkzeugkosten variieren je nach Größe und Komplexität des Profils, wobei einfachere Werkzeuge für ein Vollprofil etwa 10.000 kr kosten können, während komplexere Werkzeuge für größere, kompliziertere Profile bis zu 100.000 kr kosten können.
Technologische Grenzen des Strangpressens
Die Extrusionstechnik wird ständig weiterentwickelt, was es ermöglicht, Aluminiumprofile mit komplexeren Querschnittsformen herzustellen. Standardmäßig arbeitet das direkte Extrusionsverfahren mit Bolzendimensionen von 5” bis über 12”, wobei für breitere Profile rechteckige Bolzen verwendet werden. Durch den Einsatz spezieller Werkzeuglösungen können Profile mit einer Breite von bis zu 140 % des Bolzendurchmessers hergestellt werden, was bedeutet, dass ein 360 mm breites Profil aus einem 10”-Bolzen produziert werden kann.
Größte und kleinste Profilkonstruktionen bei ProfilGruppen
Umformgrad und Formfaktor
Beim Strangpressen ist es wichtig, den Umformgrad zu berücksichtigen, der durch Division der Bolzenfläche durch die Fläche des ausgepressten Profils berechnet wird. Ein optimaler Umformgrad liegt zwischen 30 und 50, während ein zu hoher Grad zu kritischen Druckniveaus führen kann, die Werkzeuge und Ausrüstung beschädigen. Der Formfaktor, der das Verhältnis zwischen dem Gesamtumfang und dem Gewicht des Profils darstellt, gibt einen Hinweis auf die relative Pressbarkeit. Je niedriger der Wert, desto einfacher lässt sich das Profil pressen.
Legierungswahl und Wandstärke
Die Wahl der Legierung beeinflusst auch die Wandstärke. Beispielsweise erfordert die Legierung EN AW-6005 eine Erhöhung der Wandstärke um 15 % im Vergleich zu EN AW-6060, und EN AW-6082 erfordert 25 %. Generell gilt, dass größere Profile eine größere Wandstärke benötigen, damit der Prozess möglich ist.
Häufige Fehler: Hinterend- und Vorderendfehler
Es gibt zwei häufige Fehler, die beim Strangpressen auftreten können: Hinterendfehler und Vorderendfehler. Hinterendfehler treten am Ende des Presszyklus auf, wenn die Einlassöffnung im Werkzeug zu groß ist oder wenn zu wenig vom Bolzen im „Pressrest“ verbleibt, was zu Oberflächenfehlern und potenziell verringerter Festigkeit führt. Um dies zu vermeiden, sollte der Einlass maximal 90 % des Rezipientendurchmessers betragen. Vorderendfehler entstehen, wenn das im Werkzeug verbliebene Material zu Beginn eines neuen Zyklus mit dem neuen Bolzen verschmilzt, was zu Festigkeitsproblemen führen kann und oft erfordert, dass 1–5 Meter vom Profil abgeschnitten werden.
Zusammenfassung
Das Strangpressen bietet viele Vorteile, darunter kurze Rüstzeiten, niedrige Werkzeugkosten und eine schnelle Werkzeuglieferung. Die technologische Entwicklung ermöglicht es, komplexere Profile mit größerer Präzision herzustellen. Obwohl technische Grenzen und das Risiko bestimmter Fehler bestehen, können diese durch die richtigen Justierungen und Werkzeuganpassungen bewältigt werden. Dieses Verfahren bietet große Flexibilität und Effizienz für die Herstellung von Aluminiumprofilen.
