1. Aluminiozko eta aluminiozko aleaziozko estrusio-material berezien ezaugarriak
Produktu mota honek forma berezia, horma-lodiera mehea, unitate-pisu arina eta tolerantzia-eskakizun oso zorrotzak ditu. Produktu horiei normalean aluminiozko aleaziozko doitasun-profilak (edo ultra-zehaztasunekoak) deitzen zaie, eta produktu horiek ekoizteko teknologiari doitasun-estrusioa (edo ultra-zehaztasunekoa) deitzen zaio.
Aluminiozko aleaziozko estrusio berezien (edo ultra-zehaztasuneko) ezaugarri nagusiak hauek dira:
(1) Barietate asko daude, lote txikiak, eta gehienak estrusio-material berezietarakoak dira, bizitzako ia esparru guztietan eta pertsonen bizitzako alderdi guztietan erabiltzen direnak, estrusio-produktu guztiak barne, hala nola hodiak, barrak, profilak eta hariak, hainbat aleazio eta egoera barne hartzen dituztenak. Bere zeharkako sekzio txikia, horma-lodiera mehea, pisu arina eta lote txikiak direla eta, oro har, ez da erraza ekoizpena antolatzea.
(2) Forma konplexuak eta kontura bereziak, gehienbat profil moldatuak, lauak, zabalak, hegodunak, hortzdunak, porotsuak edo hodiak. Bolumen-unitateko azalera handia da, eta ekoizpen-teknologia zaila.
(3) Aplikazio zabala, errendimendu berezia eta funtzio-eskakizunak. Produktuaren erabilera-eskakizunak betetzeko, aleazio-egoera asko hautatzen dira, 1×××-tik 8×××-ra bitarteko ia aleazio guztiak eta dozenaka tratamendu-egoera hartzen dituztenak, eduki tekniko handikoak.
(4) Itxura bikaina eta horma-lodiera mehea, normalean 0,5 mm baino gutxiago, batzuk 0,1 mm ingurura ere iristen dira, metro bakoitzeko pisua gramo gutxi batzuetatik hamarnaka gramoetara bitartekoa da, baina luzera hainbat metro edo ehunka metrora irits daiteke.
5) Sekzioaren zehaztasun dimentsiodunaren eta tolerantzia geometrikoaren eskakizunak oso zorrotzak dira. Oro har, aluminiozko aleazio txikiko doitasun-profilen tolerantziak JIS, GB eta ASTM estandarretan ezarritako tolerantzia berezien bikoitza baino gehiago dira. Aluminiozko aleazio orokorreko doitasun-profilen hormaren lodieraren tolerantzia ±0,04 mm eta 0,07 mm artekoa izan behar da, eta ultra-zehaztasuneko aluminiozko aleazio-profilen sekzioaren tamainaren tolerantzia ±0,01 mm-koa izan daiteke. Adibidez, potentziometrorako erabiltzen den aluminiozko doitasun-profilaren pisua 30 g/m da, eta sekzioaren tamainaren tolerantzia-tartea ±0,07 mm da. Ehungailuetarako aluminiozko doitasun-profilen zeharkako sekzioaren tamainaren tolerantzia ±0,04 mm da, angeluaren desbideratzea 0,5° baino txikiagoa da eta tolestura-maila 0,83 × L da. Beste adibide bat automobilentzako zehaztasun handiko hodi laua da, 20 mm-ko zabalera, 1,7 mm-ko altuera, 0,17 ± 0,01 mm-ko horma-lodiera eta 24 zulo dituena, zeinak ohikoak diren zehaztasun handiko aluminiozko aleazio-profilak diren.
(6) Eduki tekniko handia du eta oso zaila da ekoizten, eta estrusio-ekipoei, erremintei, lingoteei eta ekoizpen-prozesuei dagokienez eskakizun bereziak ditu. 1. irudia aluminiozko aleaziozko profil txiki batzuen sekzioaren adibide bat da.
2. Aluminiozko aleazio berezien estrusio-materialen sailkapena
Zehaztasun handiko edo ultra-zehaztasun handiko aluminiozko aleazioen estrusioak oso erabiliak dira tresna elektronikoetan, komunikazio-ekipoetan eta zientzia aurreratuan, defentsa nazionalean eta industria militarrean, zehaztasun handiko tresna mekanikoetan, korronte ahuleko ekipoetan, aeroespazialean, industria nuklearrean, energian eta potentzian, itsaspekoetan eta itsasontzietan, automobiletan eta garraio-tresnetan, ekipamendu medikoan, hardware-tresnetan, argiztapenean, argazkilaritzan eta etxetresna elektronikoetan. Oro har, zehaztasun handiko edo ultra-zehaztasun handiko aluminiozko aleazioen estrusioak bi kategoriatan bana daitezke itxura-ezaugarrien arabera: lehenengo kategoria dimentsio txikiko profilak dira. Profil mota honi profil ultra-txikia edo mini-forma ere deitzen zaio. Bere tamaina osoa normalean milimetro gutxi batzuetakoa da, gutxieneko hormaren lodiera 0,5 mm baino txikiagoa da, eta unitate-pisua metroko gramo batzuetatik hamarnaka gramoetara bitartekoa da. Tamaina txikia dutenez, tolerantzia estuak behar izaten dira normalean. Adibidez, zeharkako dimentsioen tolerantzia ±0,05 mm baino txikiagoa da. Gainera, estrusio-produktuen zuzentasun eta tortsioaren eskakizunak ere oso zorrotzak dira.
Beste motakoak zeharkako sekzio txikikoak ez diren baina dimentsio-tolerantzia oso zorrotzak behar dituzten profilak dira, edo zeharkako sekzio konplexuko forma eta horma-lodiera mehea duten profilak, nahiz eta zeharkako sekzioaren tamaina handia izan. 2. irudian Japoniako enpresa batek 16,3MN-ko prentsa hidrauliko horizontal batean estrusioan egindako forma bereziko hodia (aluminio purua industria-mailan), automobilgintzako aire girotuko kondentsadore baterako zatitutako matrize berezi batekin. Profil mota honen estrusio-formazioaren zailtasuna ez da aurreko profil ultra-txiki motaren zailtasuna baino txikiagoa. Sekzio handiko eta tolerantzia-eskakizun oso zorrotzak dituzten estrusio-profilek ez dute moldeen diseinu-teknologia aurreratua behar bakarrik, baita ekoizpen-prozesu osoaren kudeaketa-teknologia zorrotza ere, hutsetik produktu amaituraino.
1980ko hamarkadaren hasieratik, Conform estrusio jarraituaren teknologiaren aplikazio praktikoari eta industria-teknologiaren garapenari esker, profil txiki eta ultra-txikien estrusioa azkar garatu da. Hala ere, hainbat arrazoirengatik, hala nola ekipamenduen mugak, produktuen kalitate-eskakizunak eta estrusio-teknologian izandako aurrerapenak, estrusio-ekipo konbentzionalean profil txikien ekoizpena oraindik ere zati handi bat da. 2. irudiak ohiko trokel zatituen estrusioaren zehaztasun-profilak erakusten ditu. Moldearen bizitza (batez ere shunt-zubiaren eta moldearen nukleoaren indarra eta higadura-erresistentzia) eta estrusioan zehar gertatzen den material-fluxua dira haren ekoizpenean eragina duten faktore nagusiak. Hau da, profila estrusioan, moldearen nukleoaren tamaina txikia eta forma konplexua delako, eta indarra eta higadura-erresistentzia moldearen bizitzan eragina duten faktore garrantzitsuak direlako, moldearen bizitzak zuzenean eragiten dio ekoizpen-kostuari. Bestalde, zehaztasun-profil askok horma meheak eta forma konplexuak dituzte, eta estrusio-prozesuan zehar gertatzen den materialen fluxuak zuzenean eragiten dio profilen formari eta dimentsio-zehaztasunari.
Billetaren gainazaleko oxido-filma eta olioa produktuan sartzea saihesteko eta produktuaren kalitate uniforme eta fidagarria bermatzeko, ezarritako tenperaturara berotutako billetea zuritu daiteke estrusioa egin aurretik (zuzendu beroa deritzona), eta ondoren azkar sartu estrusio-upelean estrusiorako. Aldi berean, estrusio-junta garbi mantendu behar da olioa eta zikinkeria juntari itsastea saihesteko, estrusio baten ondoren gehiegizko presioa kentzeko eta hurrengo estrusioan junta instalatzeko prozesuan.
Sekzioaren dimentsio-zehaztasunaren eta forma eta posizio-toleranziaren arabera, aluminiozko aleazioen estrusio berezi zehatzak aluminiozko aleazio-profil berezietan eta aluminiozko aleazio-profil txiki (miniaturazko) ultra-zehaztasun handiko profiletan bana daitezke. Oro har, zehaztasunak estandar nazionalak gainditzen ditu (adibidez, GB, JIS, ASTM, etab.). Ultra-zehaztasun handiko profilei aluminiozko aleazio-profil berezi zehatzak deitzen zaie; adibidez, dimentsio-tolerantzia ±0,1 mm-tik gorakoa bada, gainazal hautsiaren hormaren lodieraren tolerantzia ±0,05 mm ~ ±0,03 mm-koa bada, profiletan eta hodietan.
Bere zehaztasuna estandar nazional ultra-zehaztasun handikoaren bikoitza baino gehiago denean, aluminiozko aleaziozko profil txiki (miniaturazko) ultra-zehaztasun handikoa deitzen zaio, hala nola ±0,09 mm-ko forma-tolerantzia, ±0,03 mm ~ ±0,01 mm-ko horma-lodieraren tolerantzia profil edo hodi txiki (miniaturazko) batentzat.
3. Aluminiozko eta aluminiozko aleaziozko estrusio-material berezien garapen-perspektibak
2017an, munduan aluminiozko prozesatzeko materialen ekoizpenak eta salmentak 6000kt/a baino gehiago izan ziren, eta horietatik aluminiozko eta aluminiozko aleaziozko estrusio materialen ekoizpenak eta salmentak 25000kt/a baino gehiago izan ziren, aluminioaren ekoizpen eta salmenta osoaren %40 baino gehiago osatuz. Aluminiozko barra ertain estrusatuak %90 izan ziren, eta horien artean profil eta barra orokorrak eta eraikuntza zibileko profil txiki eta ertainak barraren %80 baino gehiago izan ziren, eta profil handi eta ertainak eta profil eta barra berezi bereziek %15 inguru baino ez zuten izan. Hodiak aluminiozko aleaziozko material estrusatuaren %8 inguru hartzen du, eta hodi moldatuek eta hodi berezi bereziek, berriz, hodiaren %20 inguru baino ez dute osatzen. Goikotik ikus daiteke aluminiozko eta aluminiozko aleaziozko estrusio materialen ekoizpen eta salmenta handiena eta gehien erabiltzen direnak eraikuntza zibileko profil txiki eta ertainak, profil orokorrak eta barrak eta hodiak direla. Eta profil, barra eta hodi bereziak %15 inguru baino ez dira, produktu horien ezaugarri nagusiak hauek dira: funtzio edo errendimendu bereziak dituztenak; Helburu jakin baterako dedikatuak; Zehaztapen-tamaina handia edo txikia izatea; dimentsio-zehaztasun edo gainazal-eskakizun oso handiak izatea. Beraz, barietatea handiagoa da eta lotea txikiagoa, prozesu bereziak handitu edo ekipamendu eta tresna berezi batzuk gehitu behar dira, ekoizpena zaila da eta eduki teknikoa handia da, ekoizpen-kostua handitu egiten da eta balio erantsia handitu egiten da.
Zientziaren eta teknologiaren aurrerapenarekin eta pertsonen bizi-mailaren etengabeko hobekuntzarekin, gero eta eskakizun handiagoak ezarri dira aluminiozko eta aluminiozko aleaziozko estrusio-produktuen ekoizpenari, kalitateari eta aniztasunari dagokionez, batez ere azken urteotan, produktuen pertsonalizazioaren sorrerak ezaugarri pertsonalizatuak eta erabilera espezifikoak dituzten profil eta hodi berezien garapena sustatu du.
Ultra-zehaztasuneko profilak oso erabiliak dira tresna elektronikoetan, komunikazioetan, posta eta telekomunikazio ekipamenduetan, doitasun makinetan, doitasun tresnetan, korronte ahuleko ekipamenduetan, aeroespazial industrian, itsaspeko eta itsasontzi nuklearretan, automobilgintza industrian eta horma meheko pieza txikien sekzio-tamainako beste arlo batzuetan. Normalean tolerantzia-eskakizunak oso zorrotzak dira, adibidez, sekzioaren eskema-tamainaren tolerantzia ±0,10 mm-tik beherakoa da, eta hormaren lodieraren tolerantzia ±0,05 mm-tik beherakoa. Horrez gain, estrusio-produktuen lautasuna, bihurdura eta bestelako forma eta posizio tolerantziak ere oso zorrotzak dira. Horrez gain, ultra-zehaztasuneko aluminiozko aleazio-profil txiki berezien estrusio-prozesuan, ekipamenduak, moldeak eta prozesuak eskakizun oso zorrotzak dituzte. Industria modernoaren garapen azkarraren, punta-puntako defentsa nazionalaren eta ikerketa zientifikoaren eta beste ekimen batzuen garapenaren eta pertsonalizazio mailaren hobekuntzaren ondorioz, ultra-zehaztasuneko profil txikien kopurua, aniztasuna eta kalitatea gero eta handiagoak dira, nahiz eta azken urteotan kalitate handiko aluminiozko aleaziozko ultra-zehaztasuneko profil txiki asko garatu eta ekoitzi diren, baina oraindik ere ezin dituzte merkatuaren beharrak ase. Bereziki, oraindik ere alde handia dago ultra-zehaztasuneko aluminiozko aleaziozko profil txikiak ekoizteko etxeko teknologiaren eta ekipamenduaren eta nazioarteko maila aurreratuaren artean, eta horrek ezin du barneko eta kanpoko merkatuaren eskaera ase eta harrapatu egin behar da.
4. Ondorioa
Aluminiozko eta aluminiozko aleaziozko estrusio berezi zehatza (profilak eta hodiak) forma konplexuko mota bat da, horma-lodiera mehekoa, dimentsio-tolerantzia eta forma eta posizioaren zehaztasun-eskakizun oso zorrotzak ditu, eduki tekniko handikoa da, material finen ekoizpen zaila da, ekonomia nazionalarentzat eta defentsa nazionalarentzat ezinbesteko material gakoa da, erabilera-aukera oso zabala du eta materialaren garapen-aukera itxaropentsuak ditu. Produktu honen ekoizpenak lingote, tresneria eta estrusio-ekipoei eta estrusio-prozesuari buruzko eskakizun bereziak ditu, eta hainbat arazo tekniko nagusi konpondu behar dira loteetan produktu bikainak lortzeko.
May Jiangek editatua, MAT Aluminum-etik
Argitaratze data: 2024ko apirilaren 7a
