Ekstrüzyon için profil tasarımı: temel kurallar

Neden tasarım aşamasında düşünmek gerekir?

Ekstrüzyonda maliyetin ve kalitenin büyük bölümü kalıpta, yani kesitin kendisinde belirlenir. Tasarım aşamasında yapılan küçük bir değişiklik, sonradan yapılacak kalıp düzeltmesinden çok daha ucuzdur. Aşağıdaki kurallar, ekstrüzyon için tasarım (DFM) yaklaşımının özetidir. Verilen oranlar genel uygulamayı anlatır; kesin sınırlar ekstrüzyoncudan alınmalıdır.

Cidar kalınlığı neden eşit olmalı?

Alüminyum, kalıbın açıklığından ince cidara kalın cidardan daha yavaş akar. Bir kesitte cidar kalınlıkları çok farklıysa metal kalın bölgeden hızlı, ince bölgeden yavaş çıkar; sonuçta profil eğilir, burulur veya ölçüsü sapar. Pratik kılavuz şudur:

• Bitişik cidarlar arasındaki kalınlık oranını mümkün olduğunca düşük, çoğu durumda yaklaşık 2:1 içinde tutun.
• Kalınlık değişecekse geçişi ani basamakla değil, eğimli ya da yarıçaplı yapın.
• Ağır bir bölgenin yanında çok ince bir kol bırakmayın.
• Hafifletmek için malzemeyi eşit biçimde inceltmek, tek bir bölgeyi inceltmekten iyidir.

Her alaşım ve kesit için ulaşılabilir en ince cidar farklıdır; bu değeri ekstrüzyoncunuzdan öğrenin.

İçi boş kesitlerde nelere dikkat edilir?

Kesitler üç sınıfa ayrılır: katı, yarı içi boş ve içi boş. Yarı içi boş kesitte dar bir açıklık, geniş bir boşluğu çevreler. Kalıpta bu boşluğu oluşturan çelik dil, yük altında zorlanır. Boşluğun alanı ile açıklığın genişliğinin karesi arasındaki oran yükseldikçe dil kırılganlaşır. Bu nedenle:

• Dar ve derin yarıklardan kaçının; mümkünse açıklığı genişletin.
• Yarı içi boş bir kesiti, uygun olduğunda tamamen içi boş yapmak veya iki parçaya bölmek kalıp maliyetini düşürebilir.
• İçi boş profillerde cidarın iç ve dış yüzeyi paralel tutulursa akış dengelenir.
• Çekirdeği taşıyan köprülerin yeri kaynak çizgilerinin yerini belirler; yapısal ya da yüzeyi görünür parçalarda bunu önceden tartışın.

Köprülü kalıpların nasıl çalıştığı için sürecin adım adım özetine bakın.

Köşe yarıçapları neden gereklidir?

Keskin iç köşeler, kalıpta gerilme yığılması oluşturur ve kalıbın çatlamasına yol açabilir. Metal akışını da bozar; yüzeyde çizgi veya köşede doldurulmamış bölge oluşabilir. Genel uygulama, iç ve dış köşelerde en az yaklaşık 0,5 mm yarıçap kullanmaktır; daha büyük yarıçap genelde daha iyidir. Boyanacak profillerde yarıçaplı köşe, boyanın kenarda incelmesini de önler. Boya için toz boya rehberine bakın.

Çevrel daire neden önemli?

Çevrel daire, kesitin tamamını içine alan en küçük dairedir. İzin verilen çevrel daire; pres açıklığına, kalıp düzenine, alaşıma ve kesit geometrisine bağlıdır, bu sınırı üreticiyle doğrulayın. Genel olarak profil, kalıbın kenarına değil, merkezine yakın yerleşmelidir. Kesit ne kadar büyükse:

• Kullanılabilecek pres ve konteyner sayısı o kadar azalır.
• Kalıp daha büyük ve pahalı olur.
• Metal akışını dengelemek zorlaşır.

Tasarımcının amacı, işlevi koruyarak çevrel daireyi küçültmek olmalıdır. Uzun ve ince bir kesit çevrel daireyi büyütür; böyle bir profili iki parçaya bölmek bazen ekonomiktir. Kesiti, ağırlık merkezi çevrel dairenin merkezine yakın olacak biçimde dengelemek de akışı iyileştirir.

Kesit alanı maliyeti nasıl etkiler?

Profil, çoğunlukla ağırlığa göre fiyatlandırılır; metre ağırlığı kesit alanıyla doğru orantılıdır. Gereksiz cidar kalınlığı malzeme tüketimini artırır. Pres yükü ve ulaşılabilir hız ise ekstrüzyon oranına, geometriye, alaşıma, sıcaklığa ve kalıp tasarımına bağlıdır. Ekstrüzyon oranı, konteyner kesit alanının kalıbın eşzamanlı tüm çıkışlarının toplam metal kesit alanına oranıdır; kesit alanı çok küçüldüğünde oran yükselir ve işlem zorlaşabilir. Çoğu profilde iyi bir denge vardır: işlevi karşılayan en ince ve en dengeli cidar.

Fonksiyonları kesite nasıl eklersiniz?

Ekstrüzyonun avantajı, işlevlerin kesite doğrudan eklenebilmesidir. Vida kanalları, geçmeli bağlantılar, conta yuvaları, kılavuz rayları, kablo kanalları ve ısı kanatları tasarıma dahil edilebilir. Bunları eklerken şunlara dikkat edin:

1. Dengeyi koruyun. Eklenen her çıkıntı, cidar kalınlığı kuralına uymalıdır.
2. Toleransı bilin. Hassas geçme yüzeyleri için hangi toleransın uygulandığını ekstrüzyon toleransları rehberinde kontrol edin.
3. Yüzey izlerini düşünün. Boyanacak ya da görünür yüzeylerde çizgi veya işaret çıkabilecek bölgeleri görünmeyen yüzeye taşıyın.
4. Asimetriyi azaltın. Simetrik kesitler daha düzgün akar ve daha düz çıkar.

Tasarımda sık yapılan hatalar nelerdir?

• Tek bir kalın bölgeyi ince kollarla birleştirmek.
• Her köşeyi keskin bırakmak; yarıçapı yalnız görünür köşelere vermek.
• Derin ve dar bir kanalı gerekli olmadığı halde tek parça kesitte tutmak.
• Gereksiz sıkı genel toleranslar yazmak. İşlevin gerektirdiği ölçülerde farklı sayısal toleransları ayrı ayrı belirtmek daha ekonomiktir.
• Boyanacak profilde kanal içlerinin boyanabilirliğini düşünmemek.

Alaşım ve temper tasarımı nasıl etkiler?

Yüksek dayanımlı alaşımlar daha kalın cidar, daha büyük yarıçap ve daha basit kesit ister. İnce, karmaşık kesitler 6060 ve 6063 ile daha rahat çıkar. Alaşımların genel özellikleri için 6060, 6063, 6005A ve 6082 karşılaştırmasına bakın.

Tasarımı üreticiye göndermeden önce

Bir kontrol listesi kullanın: cidar kalınlıkları dengeli mi, iç ve dış köşelerde yarıçap var mı, açıklıklar yeterince geniş mi, çevrel daire en aza indirildi mi, işlevin gerektirdiği ölçüler ve görünür yüzeyler belirtildi mi? Bu soruların cevabı evetse çizim ilk incelemede daha az değişiklik gerektirir.

Çiziminizi teklif sayfasından iletebilirsiniz; tasarım hakkında soru varsa çizimle birlikte yazın.