ალუმინის პროფილის განივი კვეთის დიზაინის უნარები ექსტრუზიის წარმოების პრობლემების გადასაჭრელად

ალუმინის შენადნობის პროფილების ფართოდ გამოყენების მიზეზი ცხოვრებაში და წარმოებაში ის არის, რომ ყველა სრულად აცნობიერებს მის უპირატესობებს, როგორიცაა დაბალი სიმკვრივე, კოროზიისადმი მდგრადობა, შესანიშნავი ელექტროგამტარობა, არაფერომაგნიტური თვისებები, ფორმირების უნარი და გადამუშავების უნარი.

ჩინეთის ალუმინის პროფილების ინდუსტრია ნულიდან გაიზარდა, მცირედან დიდამდე, სანამ ის არ გადაიქცა ალუმინის პროფილების მწარმოებელ მსხვილ ქვეყნად, რომლის წარმოებაც მსოფლიოში პირველ ადგილზეა. თუმცა, ბაზრის ალუმინის პროფილების პროდუქტებზე მოთხოვნილების ზრდასთან ერთად, ალუმინის პროფილების წარმოება განვითარდა სირთულის, მაღალი სიზუსტისა და მასშტაბური წარმოების მიმართულებით, რამაც წარმოების მთელი რიგი პრობლემები გამოიწვია.

ალუმინის პროფილები ძირითადად ექსტრუზიის მეთოდით იწარმოება. წარმოების დროს, ექსტრუდერის მუშაობის, ყალიბის დიზაინის, ალუმინის ღეროს შემადგენლობის, თერმული დამუშავების და სხვა პროცესის ფაქტორების გათვალისწინების გარდა, გასათვალისწინებელია პროფილის განივი კვეთის დიზაინიც. საუკეთესო პროფილის განივი კვეთის დიზაინი არა მხოლოდ ამცირებს პროცესის სირთულეს წყაროდან, არამედ აუმჯობესებს პროდუქტის ხარისხს და გამოყენების ეფექტს, ამცირებს ხარჯებს და ამცირებს მიწოდების დროს.

ეს სტატია აჯამებს ალუმინის პროფილის განივი კვეთის დიზაინში რამდენიმე ხშირად გამოყენებულ ტექნიკას წარმოებაში არსებული რეალური შემთხვევების გამოყენებით.

1. ალუმინის პროფილის მონაკვეთის დიზაინის პრინციპები

ალუმინის პროფილის ექსტრუზია არის დამუშავების მეთოდი, რომლის დროსაც გაცხელებული ალუმინის ღერო იტვირთება ექსტრუზიის ცილინდრში და ექსტრუდერის მეშვეობით ხდება მისი გამოყოფა მოცემული ფორმისა და ზომის ჭრილიდან, რაც იწვევს პლასტმასის დეფორმაციას საჭირო პროდუქტის მისაღებად. ვინაიდან ალუმინის ღეროზე გავლენას ახდენს სხვადასხვა ფაქტორი, როგორიცაა ტემპერატურა, ექსტრუზიის სიჩქარე, დეფორმაციის რაოდენობა და ყალიბი დეფორმაციის პროცესში, ლითონის ნაკადის ერთგვაროვნებაზე კონტროლი რთულია, რაც გარკვეულ სირთულეებს იწვევს ყალიბის დიზაინში. ყალიბის სიმტკიცის უზრუნველსაყოფად და ბზარების, ჩამონგრევის, ნაპრალების და ა.შ. თავიდან ასაცილებლად, პროფილის მონაკვეთის დიზაინში თავიდან უნდა იქნას აცილებული შემდეგი: დიდი კონსოლები, პატარა ღიობები, პატარა ხვრელები, ფოროვანი, ასიმეტრიული, თხელკედლიანი, არათანაბარი კედლის სისქე და ა.შ. დიზაინის შექმნისას, პირველ რიგში, უნდა დავაკმაყოფილოთ მისი მახასიათებლები გამოყენების, დეკორაციის და ა.შ. თვალსაზრისით. შედეგად მიღებული მონაკვეთი გამოსაყენებელია, მაგრამ არა საუკეთესო გამოსავალი. რადგან როდესაც დიზაინერებს არ აქვთ ცოდნა ექსტრუზიის პროცესის შესახებ და არ ესმით შესაბამისი ტექნოლოგიური აღჭურვილობა, ხოლო წარმოების პროცესის მოთხოვნები ძალიან მაღალი და მკაცრია, კვალიფიკაციის მაჩვენებელი შემცირდება, ღირებულება გაიზრდება და იდეალური პროფილი არ წარმოიქმნება. ამიტომ, ალუმინის პროფილის მონაკვეთის დიზაინის პრინციპია მაქსიმალურად მარტივი პროცესის გამოყენება მისი ფუნქციური დიზაინის დაკმაყოფილებისას.

2. რამდენიმე რჩევა ალუმინის პროფილის ინტერფეისის დიზაინის შესახებ

2.1 შეცდომის კომპენსაცია

დახურვა პროფილების წარმოების ერთ-ერთი გავრცელებული დეფექტია. ძირითადი მიზეზებია:

(1) ღრმა განივი კვეთის მქონე პროფილები ხშირად იხურება ექსტრუდირებისას.

(2) პროფილების გაჭიმვა და გასწორება დახურვას გააძლიერებს.

(3) გარკვეული სტრუქტურების მქონე წებოთი შეზელულ პროფილებს ასევე ექნებათ დახურვის ფუნქცია წებოს შეზელვის შემდეგ კოლოიდის შეკუმშვის გამო.

თუ ზემოთ ხსენებული დახურვა სერიოზული არ არის, მისი თავიდან აცილება შესაძლებელია ყალიბის დიზაინის მეშვეობით ნაკადის სიჩქარის კონტროლით; თუმცა, თუ რამდენიმე ფაქტორი ერთმანეთზეა გადაჯაჭვული და ყალიბის დიზაინი და მასთან დაკავშირებული პროცესები ვერ წყვეტს დახურვის პრობლემას, წინასწარი კომპენსაცია შეიძლება მიენიჭოს განივი კვეთის დიზაინში, ანუ წინასწარ გახსნაში.

წინასწარი გახსნის კომპენსაციის ოდენობა უნდა შეირჩეს მისი სპეციფიკური სტრუქტურისა და წინა დახურვის გამოცდილების საფუძველზე. ამ დროს, ყალიბის გახსნის ნახაზის (წინასწარი გახსნა) და დასრულებული ნახაზის დიზაინი განსხვავებულია (სურათი 1).

2.2 დიდი ზომის სექციების რამდენიმე პატარა სექციად დაყოფა

მასშტაბური ალუმინის პროფილების შემუშავებასთან ერთად, მრავალი პროფილის განივი კვეთის დიზაინი სულ უფრო და უფრო დიდი ხდება, რაც ნიშნავს, რომ მათი მხარდასაჭერად საჭიროა აღჭურვილობის სერია, როგორიცაა დიდი ექსტრუდერები, დიდი ფორმები, დიდი ალუმინის ღეროები და ა.შ., და წარმოების ხარჯები მკვეთრად იზრდება. ზოგიერთი დიდი ზომის მონაკვეთისთვის, რომელთა მიღწევაც შესაძლებელია შეერთებით, ისინი დიზაინის დროს რამდენიმე მცირე მონაკვეთად უნდა დაიყოს. ამან არა მხოლოდ შეამციროს ხარჯები, არამედ გაამარტივოს სიბრტყის, სიმრუდის და სიზუსტის უზრუნველყოფა (სურათი 2).

2.3 გამაგრების ნეკნების დაყენება მისი სიბრტყის გასაუმჯობესებლად

პროფილის მონაკვეთების დიზაინის შექმნისას ხშირად გვხვდება სიბრტყის მოთხოვნები. მცირე ზომის პროფილების სიბრტყის უზრუნველყოფა მათი მაღალი სტრუქტურული სიმტკიცის გამო მარტივია. გრძელი ზომის პროფილები ექსტრუზიისთანავე საკუთარი გრავიტაციის გამო ჩამოიხრება და შუაში ყველაზე დიდი მოხრის სტრესის მქონე ნაწილი ყველაზე ჩაზნექილი იქნება. ასევე, რადგან კედლის პანელი გრძელია, ადვილია ტალღების წარმოქმნა, რაც გააუარესებს სიბრტყის წყვეტილებას. ამიტომ, განივი კვეთის დიზაინის შექმნისას თავიდან უნდა იქნას აცილებული დიდი ზომის ბრტყელი ფირფიტის სტრუქტურები. საჭიროების შემთხვევაში, მისი სიბრტყის გასაუმჯობესებლად შუაში შეიძლება დამონტაჟდეს გამაგრების ნეკნები. (სურათი 3)

2.4 მეორადი დამუშავება

პროფილის წარმოების პროცესში ზოგიერთი მონაკვეთის დასრულება ექსტრუზიული დამუშავებით რთულია. მაშინაც კი, თუ ეს შესაძლებელია, დამუშავებისა და წარმოების ხარჯები ძალიან მაღალი იქნება. ამ დროისთვის, შესაძლებელია დამუშავების სხვა მეთოდების განხილვა.

შემთხვევა 1: პროფილის მონაკვეთზე 4 მმ-ზე ნაკლები დიამეტრის ნახვრეტები ყალიბს არასაკმარის სიმტკიცეს, ადვილად დაზიანებას და დამუშავებას გაართულებს. რეკომენდებულია პატარა ნახვრეტების ამოღება და ბურღვის გამოყენება.

შემთხვევა 2: ჩვეულებრივი U-ფორმის ღარების დამზადება რთული არ არის, მაგრამ თუ ღარის სიღრმე და სიგანე 100 მმ-ს აღემატება, ან ღარის სიგანისა და ღარის სიღრმის თანაფარდობა არაგონივრულია, წარმოების დროს ასევე წარმოიქმნება ისეთი პრობლემები, როგორიცაა ყალიბის არასაკმარისი სიმტკიცე და ღიობის უზრუნველყოფის სირთულე. პროფილის მონაკვეთის დიზაინის შექმნისას, ღიობი შეიძლება ჩაითვალოს დახურულად, რათა არასაკმარისი სიმტკიცის მქონე ორიგინალური მყარი ყალიბი გადაიქცეს სტაბილურ გაყოფილ ყალიბად და ექსტრუზიის დროს ღიობის დეფორმაციის პრობლემა არ წარმოიშვას, რაც ფორმის შენარჩუნებას გააადვილებს. გარდა ამისა, დიზაინის დროს ღიობის ორ ბოლოს შორის შეერთებაზე შესაძლებელია გარკვეული დეტალების გაკეთება. მაგალითად: დააყენეთ V-ფორმის ნიშნები, პატარა ღარები და ა.შ., რათა მათი ამოღება საბოლოო დამუშავების დროს ადვილად მოხდეს (სურათი 4).

2.5 გარეგნულად რთული, მაგრამ შინაგანად მარტივი

ალუმინის პროფილის ექსტრუზიის ფორმები შეიძლება დაიყოს მყარ და შუნტირების ფორმებად, იმის მიხედვით, აქვს თუ არა განივი კვეთა ღრუს. მყარი ყალიბების დამუშავება შედარებით მარტივია, ხოლო შუნტირების ყალიბების დამუშავება მოიცავს შედარებით რთულ პროცესებს, როგორიცაა ღრუები და ბირთვის თავები. ამიტომ, სრული ყურადღება უნდა მიექცეს პროფილის მონაკვეთის დიზაინს, ანუ მონაკვეთის გარე კონტური შეიძლება იყოს უფრო რთული, ხოლო ღარები, ხრახნების ხვრელები და ა.შ. უნდა იყოს განთავსებული პერიფერიაზე რაც შეიძლება მეტად, ხოლო შიდა ნაწილი უნდა იყოს რაც შეიძლება მარტივი და სიზუსტის მოთხოვნები არ უნდა იყოს ძალიან მაღალი. ამ გზით, როგორც ყალიბის დამუშავება, ასევე მოვლა-პატრონობა გაცილებით მარტივი იქნება და ასევე გაუმჯობესდება მოსავლიანობის კოეფიციენტი.

2.6 დაჯავშნილი ზღვარი

ექსტრუზიის შემდეგ, ალუმინის პროფილებს მომხმარებლის საჭიროებების მიხედვით განსხვავებული ზედაპირული დამუშავების მეთოდი აქვთ. მათ შორის, ანოდირებისა და ელექტროფორეზის მეთოდებს თხელი ფენის გამო მცირე გავლენა აქვთ ზომაზე. თუ გამოიყენება ფხვნილის საფარის ზედაპირის დამუშავების მეთოდი, ფხვნილი ადვილად დაგროვდება კუთხეებსა და ღარებში და ერთი ფენის სისქემ შეიძლება 100 μm-ს მიაღწიოს. თუ ეს არის აწყობის პოზიცია, მაგალითად, სლაიდერი, ეს ნიშნავს, რომ არსებობს შესხურებითი საფარის 4 ფენა. 400 μm-მდე სისქე აწყობას შეუძლებელს გახდის და გავლენას მოახდენს გამოყენებაზე.

გარდა ამისა, ექსტრუზიების რაოდენობის ზრდასთან და ყალიბის ცვეთასთან ერთად, პროფილის ჭრილების ზომა სულ უფრო და უფრო პატარა ხდება, ხოლო სლაიდერის ზომა სულ უფრო და უფრო დიდი, რაც აწყობას უფრო ართულებს. ზემოაღნიშნული მიზეზების გათვალისწინებით, აწყობის უზრუნველსაყოფად, პროექტირებისას კონკრეტული პირობების შესაბამისად, შესაბამისი ზღვრები უნდა იყოს დაცული.

2.7 ტოლერანტობის მარკირება

განივი კვეთის დიზაინის შემთხვევაში, ჯერ შეკრების ნახაზი მზადდება და შემდეგ პროფილური პროდუქტის ნახაზი. სწორი შეკრების ნახაზი არ ნიშნავს, რომ პროფილის პროდუქტის ნახაზი იდეალურია. ზოგიერთი დიზაინერი უგულებელყოფს ზომებისა და ტოლერანტობის მარკირების მნიშვნელობას. მონიშნული პოზიციები, როგორც წესი, ის ზომებია, რომლებიც გარანტირებული უნდა იყოს, როგორიცაა: შეკრების პოზიცია, ღიობი, ღარის სიღრმე, ღარის სიგანე და ა.შ. და მათი გაზომვა და შემოწმება მარტივია. ზოგადი განზომილებიანი ტოლერანტობისთვის, შესაბამისი სიზუსტის დონე შეიძლება შეირჩეს ეროვნული სტანდარტის შესაბამისად. ზოგიერთი მნიშვნელოვანი შეკრების ზომა ნახაზზე კონკრეტული ტოლერანტობის მნიშვნელობებით უნდა იყოს მონიშნული. თუ ტოლერანტობა ძალიან დიდია, აწყობა უფრო გართულდება, ხოლო თუ ტოლერანტობა ძალიან მცირეა, წარმოების ღირებულება გაიზრდება. გონივრული ტოლერანტობის დიაპაზონი მოითხოვს დიზაინერის ყოველდღიურ გამოცდილებას.

2.8 დეტალური კორექტირება

დეტალები განსაზღვრავს წარმატებას ან წარუმატებლობას და იგივე ეხება პროფილის განივი კვეთის დიზაინსაც. მცირე ცვლილებები არა მხოლოდ იცავს ყალიბს და აკონტროლებს ნაკადის სიჩქარეს, არამედ აუმჯობესებს ზედაპირის ხარისხს და ზრდის მოსავლიანობას. ერთ-ერთი ხშირად გამოყენებული ტექნიკაა კუთხეების მომრგვალება. ექსტრუდირებულ პროფილებს არ შეიძლება ჰქონდეთ აბსოლუტურად ბასრი კუთხეები, რადგან მავთულის ჭრაში გამოყენებულ თხელ სპილენძის მავთულებსაც აქვთ დიამეტრი. თუმცა, კუთხეებში ნაკადის სიჩქარე დაბალია, ხახუნი დიდია და დაძაბულობა კონცენტრირებულია, ხშირად არის სიტუაციები, როდესაც ექსტრუზიის კვალი აშკარაა, ზომის კონტროლი რთულია და ყალიბები მიდრეკილია ნაპრალებისკენ. ამიტომ, მომრგვალების რადიუსი მაქსიმალურად უნდა გაიზარდოს მის გამოყენებაზე გავლენის მოხდენის გარეშე.

მაშინაც კი, თუ ის მცირე ზომის ექსტრუზიული მანქანით იწარმოება, პროფილის კედლის სისქე არ უნდა იყოს 0.8 მმ-ზე ნაკლები, ხოლო მონაკვეთის თითოეული ნაწილის კედლის სისქე არ უნდა განსხვავდებოდეს 4-ჯერ მეტით. დიზაინის დროს, კედლის სისქის უეცარი ცვლილებების დროს შეიძლება გამოყენებულ იქნას დიაგონალური ხაზები ან რკალური გადასვლები, რათა უზრუნველყოფილი იყოს თანაბარი ფორმის გამოშვება და ყალიბის მარტივი შეკეთება. გარდა ამისა, თხელკედლიან პროფილებს აქვთ უკეთესი ელასტიურობა და ზოგიერთი ღვედის, ლატის და ა.შ. კედლის სისქე შეიძლება იყოს დაახლოებით 1 მმ. დიზაინში დეტალების რეგულირებისთვის მრავალი გამოყენება არსებობს, როგორიცაა კუთხეების რეგულირება, მიმართულების შეცვლა, კონსოლების დამოკლება, ნაპრალის გაზრდა, სიმეტრიის გაუმჯობესება, ტოლერანტობის რეგულირება და ა.შ. მოკლედ, პროფილის განივი კვეთის დიზაინი მოითხოვს მუდმივ შეჯამებას და ინოვაციას და სრულად ითვალისწინებს ყალიბის დიზაინთან, წარმოებასთან და წარმოების პროცესებთან ურთიერთობას.

3. დასკვნა

დიზაინერმა, პროფილის წარმოებიდან საუკეთესო ეკონომიკური სარგებლის მისაღებად, დიზაინის დროს უნდა გაითვალისწინოს პროდუქტის მთელი სასიცოცხლო ციკლის ყველა ფაქტორი, მათ შორის მომხმარებლის საჭიროებები, დიზაინი, წარმოება, ხარისხი, ღირებულება და ა.შ., რათა პროდუქტის განვითარებაში წარმატება პირველივე ცდაზე მიაღწიოს. ეს მოითხოვს პროდუქტის წარმოების ყოველდღიურ თვალყურის დევნებას და პირველადი ინფორმაციის შეგროვებასა და დაგროვებას, რათა წინასწარ იწინასწარმეტყველოს დიზაინის შედეგები და წინასწარ გამოასწოროს ისინი.