วิธีการปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตของการอัดขึ้นรูปโปรไฟล์อลูมิเนียมแม่พิมพ์ที่มีรูพรุน

1 บทนำ

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมอลูมิเนียมและการเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องของน้ำหนักสำหรับเครื่องอัดรีดอลูมิเนียม เทคโนโลยีของการอัดขึ้นรูปอลูมิเนียมแม่พิมพ์ที่มีรูพรุนได้เกิดขึ้น การอัดขึ้นรูปอะลูมิเนียมแม่พิมพ์ที่มีรูพรุนช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตของการอัดขึ้นรูปอย่างมาก และยังทำให้ความต้องการทางเทคนิคสูงขึ้นในการออกแบบแม่พิมพ์และกระบวนการอัดรีดอีกด้วย

2 กระบวนการอัดรีด

ผลกระทบของกระบวนการอัดรีดต่อประสิทธิภาพการผลิตของการอัดขึ้นรูปอลูมิเนียมแม่พิมพ์ที่มีรูพรุนส่วนใหญ่สะท้อนให้เห็นในการควบคุม 3 ด้าน ได้แก่ อุณหภูมิว่างเปล่า อุณหภูมิแม่พิมพ์ และอุณหภูมิทางออก

2.1 อุณหภูมิว่างเปล่า

อุณหภูมิว่างเปล่าที่สม่ำเสมอมีผลกระทบอย่างมากต่อเอาท์พุตการอัดขึ้นรูป ในการผลิตจริง เครื่องอัดรีดที่มีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนสีพื้นผิวมักจะถูกให้ความร้อนโดยใช้เตาเผาแบบหลายช่องว่าง เตาหลอมหลายเตาให้ความร้อนสม่ำเสมอและทั่วถึงยิ่งขึ้นพร้อมคุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดี นอกจากนี้ เพื่อให้มั่นใจในประสิทธิภาพสูง จึงมักใช้วิธีการ "อุณหภูมิต่ำและความเร็วสูง" ในกรณีนี้ อุณหภูมิว่างและอุณหภูมิทางออกควรใกล้เคียงกับความเร็วการอัดขึ้นรูป โดยการตั้งค่าจะคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงของแรงดันในการอัดขึ้นรูปและสภาพของพื้นผิวเปล่าด้วย การตั้งค่าอุณหภูมิเปล่าขึ้นอยู่กับสภาวะการผลิตจริง แต่ตามแนวทางทั่วไปแล้ว สำหรับการอัดขึ้นรูปแม่พิมพ์ที่มีรูพรุน โดยทั่วไปอุณหภูมิเปล่าจะอยู่ที่ระหว่าง 420-450°C โดยตั้งค่าแม่พิมพ์แบนให้สูงขึ้นเล็กน้อย 10-20°C เมื่อเทียบกับแม่พิมพ์แยก

2.2 อุณหภูมิแม่พิมพ์

จากประสบการณ์การผลิต ณ สถานที่จริง ควรรักษาอุณหภูมิของแม่พิมพ์ให้อยู่ระหว่าง 420-450°C เวลาการให้ความร้อนที่มากเกินไปอาจทำให้แม่พิมพ์สึกกร่อนระหว่างการทำงานได้ นอกจากนี้ การวางตำแหน่งแม่พิมพ์อย่างเหมาะสมระหว่างการให้ความร้อนถือเป็นสิ่งสำคัญ ไม่ควรวางแม่พิมพ์ชิดกันจนเกินไป โดยเว้นช่องว่างระหว่างแม่พิมพ์ไว้ การปิดกั้นช่องระบายอากาศของเตาแม่พิมพ์หรือตำแหน่งที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้เกิดความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอและการอัดขึ้นรูปที่ไม่สอดคล้องกัน

3 ปัจจัยเชื้อรา

การออกแบบแม่พิมพ์ การแปรรูปแม่พิมพ์ และการบำรุงรักษาแม่พิมพ์มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการสร้างรูปทรงการอัดขึ้นรูป และส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ ความแม่นยำของมิติ และประสิทธิภาพการผลิต จากแนวทางปฏิบัติในการผลิตและแบ่งปันประสบการณ์ในการออกแบบแม่พิมพ์ มาวิเคราะห์ประเด็นเหล่านี้กันดีกว่า

3.1 การออกแบบแม่พิมพ์

แม่พิมพ์เป็นรากฐานของการสร้างผลิตภัณฑ์และมีบทบาทสำคัญในการกำหนดรูปร่าง ความแม่นยำของมิติ คุณภาพพื้นผิว และคุณสมบัติของวัสดุของผลิตภัณฑ์ สำหรับโปรไฟล์แม่พิมพ์ที่มีรูพรุนซึ่งมีความต้องการพื้นผิวสูง การปรับปรุงคุณภาพพื้นผิวสามารถทำได้โดยการลดจำนวนรูผันและปรับตำแหน่งของสะพานผันให้เหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงพื้นผิวการตกแต่งหลักของโปรไฟล์ นอกจากนี้ สำหรับแม่พิมพ์แบน การใช้การออกแบบหลุมไหลย้อนกลับช่วยให้มั่นใจได้ว่าโลหะจะไหลเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์สม่ำเสมอ

3.2 การแปรรูปแม่พิมพ์

ในระหว่างการประมวลผลแม่พิมพ์ การลดความต้านทานต่อการไหลของโลหะที่สะพานเป็นสิ่งสำคัญ การกัดสะพานเปลี่ยนทิศทางอย่างราบรื่นช่วยรับประกันความแม่นยำของตำแหน่งสะพานเปลี่ยนทิศทาง และช่วยให้ได้การไหลของโลหะที่สม่ำเสมอ สำหรับโปรไฟล์ที่ต้องการคุณภาพพื้นผิวสูง เช่น แผงโซลาร์เซลล์ ให้พิจารณาเพิ่มความสูงของห้องเชื่อมหรือใช้กระบวนการเชื่อมขั้นที่สองเพื่อให้แน่ใจว่าผลการเชื่อมที่ดี

3.3 การบำรุงรักษาแม่พิมพ์

การบำรุงรักษาแม่พิมพ์อย่างสม่ำเสมอก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน การขัดแม่พิมพ์และการบำรุงรักษาด้วยไนโตรเจนสามารถป้องกันปัญหาต่างๆ เช่น ความแข็งไม่สม่ำเสมอในพื้นที่การทำงานของแม่พิมพ์ได้

4 คุณภาพว่างเปล่า

คุณภาพของชิ้นงานมีผลกระทบสำคัญต่อคุณภาพพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ ประสิทธิภาพการอัดขึ้นรูป และความเสียหายของแม่พิมพ์ ช่องว่างคุณภาพต่ำอาจทำให้เกิดปัญหาด้านคุณภาพ เช่น ร่อง การเปลี่ยนสีหลังออกซิเดชั่น และอายุการใช้งานของแม่พิมพ์ลดลง คุณภาพชิ้นงานเปล่ารวมถึงองค์ประกอบที่เหมาะสมและความสม่ำเสมอขององค์ประกอบ ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ส่งผลโดยตรงต่อผลผลิตการอัดขึ้นรูปและคุณภาพพื้นผิว

4.1 การกำหนดค่าองค์ประกอบ

จากตัวอย่างโปรไฟล์แผงโซลาร์เซลล์ การกำหนดค่า Si, Mg และ Fe ที่เหมาะสมในโลหะผสม 6063 เฉพาะทางสำหรับการอัดขึ้นรูปแม่พิมพ์ที่มีรูพรุน ถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้ได้คุณภาพพื้นผิวในอุดมคติ โดยไม่กระทบต่อคุณสมบัติเชิงกล ปริมาณและสัดส่วนรวมของ Si และ Mg มีความสำคัญ และจากประสบการณ์ในการผลิตมายาวนาน การรักษา Si+Mg ให้อยู่ในช่วง 0.82-0.90% จึงเหมาะสมสำหรับการให้ได้คุณภาพพื้นผิวที่ต้องการ

ในการวิเคราะห์ช่องว่างที่ไม่เป็นไปตามข้อกำหนดสำหรับแผงโซลาร์เซลล์ พบว่าธาตุรองและสิ่งสกปรกไม่เสถียรหรือเกินขีดจำกัด ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อคุณภาพพื้นผิว การเพิ่มองค์ประกอบระหว่างการผสมในร้านหลอมเหลวควรทำด้วยความระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงความไม่เสถียรหรือปริมาณธาตุที่มากเกินไป ในการจำแนกประเภทขยะของอุตสาหกรรม ของเสียจากการอัดขึ้นรูปรวมถึงของเสียหลัก เช่น วัสดุที่ถูกตัดและวัสดุฐาน ของเสียรองรวมถึงของเสียหลังการแปรรูปจากการดำเนินงาน เช่น ออกซิเดชันและการเคลือบผง และโปรไฟล์ฉนวนความร้อนถูกจัดประเภทเป็นของเสียระดับตติยภูมิ โปรไฟล์ออกซิไดซ์ควรใช้ช่องเปล่าพิเศษ และโดยทั่วไปจะไม่มีการเติมของเสียเมื่อมีวัสดุเพียงพอ

4.2 กระบวนการผลิตเปล่า

เพื่อให้ได้ช่องว่างคุณภาพสูง การปฏิบัติตามข้อกำหนดกระบวนการอย่างเคร่งครัดสำหรับระยะเวลาการล้างไนโตรเจนและเวลาในการตกตะกอนของอะลูมิเนียมถือเป็นสิ่งสำคัญ โดยทั่วไปองค์ประกอบโลหะผสมจะถูกเพิ่มในรูปแบบบล็อก และใช้การผสมอย่างละเอียดเพื่อเร่งการละลาย การผสมที่เหมาะสมจะป้องกันการก่อตัวของโซนที่มีความเข้มข้นสูงขององค์ประกอบโลหะผสม

บทสรุป

อลูมิเนียมอัลลอยด์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในรถยนต์พลังงานใหม่ โดยมีการนำไปใช้ในส่วนประกอบโครงสร้างและชิ้นส่วนต่างๆ เช่น ตัวถัง เครื่องยนต์ และล้อ การใช้อลูมิเนียมอัลลอยด์ที่เพิ่มขึ้นในอุตสาหกรรมยานยนต์ได้รับแรงหนุนจากความต้องการประสิทธิภาพการใช้พลังงานและความยั่งยืนด้านสิ่งแวดล้อม รวมกับความก้าวหน้าของเทคโนโลยีอลูมิเนียมอัลลอยด์ สำหรับโปรไฟล์ที่มีข้อกำหนดด้านคุณภาพพื้นผิวสูง เช่น ถาดแบตเตอรี่อะลูมิเนียมที่มีรูภายในจำนวนมากและต้องการประสิทธิภาพเชิงกลสูง การปรับปรุงประสิทธิภาพของการอัดขึ้นรูปแม่พิมพ์ที่มีรูพรุนถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับบริษัทที่จะประสบความสำเร็จในบริบทของการเปลี่ยนแปลงพลังงาน

เรียบเรียงโดย May Jiang จาก MAT Aluminium