알루미늄 압출 설계에 대한 상세 가이드

알루미늄 압출 원료를 금형에 가압하여 다양한 모양과 형태로 성형하는 공정입니다. 재료는 금형 캐비티를 통과하면서 변형된 후 반대쪽으로 빠져나갑니다. 하지만 이 공정으로 만들 수 있는 모양에는 한계가 있으므로 이를 고려해야 합니다. 알루미늄 압출 설계. 이러한 고려 사항은 압출 설계의 특징, 치수, 다이 호환성, 압출 단면의 실제 한계 등과 관련이 있습니다. 

완벽한 압출 설계는 제조 용이성을 보장하고, 정확도를 향상시키며, 비용과 생산 시간을 줄이고, 재료 낭비를 최소화합니다. 

압출 원 직경부터 시작하세요

압출 원형 직경은 압출물의 더 큰 형상이 들어갈 원의 직경을 의미합니다. 이 직경을 선택하는 것은 금형과 기계가 수용할 수 있는 크기에 따라 달라집니다.

따라서 프로파일 및 기타 형상을 생성하기 전에 부품 설계에 사용할 외접 직경을 선택하십시오. 가능하면 더 작은 직경 값에 맞춰 도면을 최적화하여 비용을 절감하고 압출 사이클 속도를 높이십시오.

알루미늄 압출재의 외접 직경

또한, 이용 가능 여부 차트는 다음에서 요청할 수 있습니다. 알루미늄 압출 회사 또는 제조업체에 문의하여 해당 제품의 성능을 확인하십시오. 

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균일한 두께 또는 낮은 편차

단면 전체에 걸쳐 각 부분의 두께를 동일하게 유지하는 것이 불가능할 수도 있지만, 최대한 비슷하게 유지하도록 노력해야 합니다. 또한, 가능하다면 균일성을 우선시해야 합니다. 두께의 큰 변화는 과도한 변형과 ​​재료 파열을 초래할 수 있습니다. 

압출 성형된 인접한 두 벽의 두께 비율은 2:1 미만이어야 합니다. 따라서 두께가 증가하거나 감소하는 전환 영역에 곡선을 추가해야 합니다.

알루미늄 압출 설계의 두께

균일한 벽 두께는 가열된 금형에서 압출된 후 부품이 일관되게 경화되도록 합니다. 다만, 알루미늄 압출물의 모양과 크기에 따라 최소 벽 두께에는 한계가 있습니다. 

꼬임을 방지하려면 갈비뼈 모양의 특징을 활용하세요.

보강재는 변형 과정에서 재료의 뒤틀림을 줄이는 데 도움이 되므로 얇은 부분에 보강재를 포함시키는 것이 좋습니다. 따라서 알루미늄 압출 설계에서 홈과 웨브는 변형 과정을 안정화합니다. 

알루미늄 압출 리브 디자인

알루미늄 압출 설계에서의 접합부

여러 개의 압출 알루미늄 부품을 결합하여 하나의 제품을 만드는 것은 복잡한 부품을 성형하는 핵심적인 방법입니다. 이러한 부품을 설계할 때는 마찰 접합을 피해야 합니다. 마찰은 압출력에 영향을 미칠 수 있기 때문입니다. 대신 나사, 볼트, 클립 접합 등을 선택할 수 있습니다. 이러한 접합 방식은 충분한 강도를 제공하면서도 압출 공정에 영향을 주지 않습니다. 

알루미늄 압출 접합의 예 

다른 유형의 관절 

• 랩 조인트
• 맞대기 조인트
• 코너 조인트
• 도브테일 조인트
• 혀와 홈이 있는 관절
• 스카프 조인트 등 

날카로운 모서리를 피하고 둥근 모서리를 사용하세요.

설계에서 다른 부품과의 접합부, 모서리 끝부분 또는 특수 형상에 날카로운 모서리가 있는 경우, 해당 모서리를 단순하고 둥근 모서리로 교체하십시오. 이렇게 하면 압출 공정 중에 다이 텅이 해당 영역을 쉽게 잡을 수 있습니다.

알루미늄 압출재로 제작된 모서리 디자인 

일반적인 엔지니어링 설계 관행에서, 반경 0.5~1mm의 둥근 모서리는 압출 성형이 용이합니다. 또한, 날카로운 모서리 대신 도그본 코너가 사용되기도 합니다.

채널의 폭과 높이 비율 

알루미늄 압출 채널의 폭 대 높이 비율은 약 1:3이어야 하지만, 바닥 개구부가 큰 경우에는 1:2까지 허용됩니다. 이 비율이 높으면(바닥 폭에 비해 높이가 길면) 압출이 어려워져 공정에 적합하지 않거나 맞춤형 금형이 필요합니다.

알루미늄 압출재로 만든 채널

또한, 베이스에 볼트를 고정해야 하는 경우 채널 플랜지 높이 사이의 간격을 고려하십시오.

알루미늄 압출 설계 관련 계산

완벽한 알루미늄 압출 설계에는 여러 가지 수학적 계산이 포함되며, 필요한 강도와 성능을 보장해야 합니다. 예를 들어 안전 계수, 굽힘 응력, 피트당 무게 등이 있습니다.

• 무게/피트

이는 압출 단면적 1피트당 무게를 나타내며, 일반적으로 파운드 또는 킬로그램 단위로 무게를 표현합니다. 따라서 비율이 높을수록 압출 속도가 느려집니다. 

• 안전 요소

안전 계수는 압출 부품이 견딜 수 있는 최대 힘과 실제 적용 시 가해지는 힘(원하는 성능을 발휘하는 데 필요한 힘)의 비율입니다. 일반적으로 맞춤형 알루미늄 압출에는 2 이상의 안전 계수가 권장됩니다.

• 굽힘 응력 제한 

먼저 압출 성형된 프로파일이 파손 없이 견뎌야 하는 하중을 확인합니다. 그런 다음 해당 한계를 충족하는 데 필요한 굽힘 응력을 계산합니다.

• 처짐

기둥, 보 또는 기타 부재가 하중을 받을 때 결함이 발생할까요? 허용 가능한 결함량은 얼마일까요? 이를 계산하고 알루미늄 압출 설계를 최적화하세요.

• 좌굴 하중

이는 압출 성형 프로파일 내의 기둥, 보 또는 기타 구조물이 측면 변형으로 인해 불안정해지고 파손되는 압축 하중입니다.

또한 아래 표는 위의 요소들을 계산하기 위한 일반적인 수학적 표현을 나타냅니다.

계산 공식 

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압출 다이 설계 팁 및 실무

효과적인 금형 설계의 주요 목표는 제조 가능한 설계도를 만들고 모든 부품에서 재료 흐름 속도가 유사하도록 하는 것입니다. 따라서 정확성과 효율적인 생산을 보장하는 것도 중요합니다.

압출 다이 설계 시 고려해야 할 주요 사항은 다음과 같습니다. 

알루미늄 압출 다이의 종류를 고려해 보세요.

압출 다이의 종류

세 가지 유형의 알루미늄 압출 다이 제조 분야에서 널리 사용되는 금형으로는 속이 빈 금형, 반속이 빈 금형, 속이 꽉 찬 금형 등이 있습니다. 

• 속이 빈 다이: Bowman의 금형의 종류 다이 캡과 맨드릴을 사용하여 내부 공동을 만듭니다. 중공 다이는 관형 및 복잡한 형상에 적합합니다.
• 솔리드 다이: 이러한 금형은 막대, 봉 등과 같이 단면이 막혀 있는(공극이나 채널이 없는) 제품에 사용됩니다. 솔리드 다이 압출에는 외부 재료 공급 장치가 사용됩니다.
• 반중공형 다이: 이 금형은 속이 빈 부분과 속이 찬 부분이 혼합되어 있어, 내부 공간과 내부 구조가 모두 있는 부품에 이상적입니다. 이를 위해서는 보강재, 재료 및 다이 캡이 필요합니다. 

다이의 강성 및 강도

정확한 맨드릴, 볼스터, 다이 플레이트 및 기타 설정을 통해 제조 가능한 다이 설계를 만들 수 있지만, 압출 과정에서 발생하는 압력을 다이가 견딜 수 있는지 여부도 확인해야 합니다. 다이 재질, 홀 간격, 재질 두께 등 다양한 요소가 다이 강도에 영향을 미칩니다. 일반적으로 압출 다이에는 공구강, 고속도강, 슬릭강(H13), 텅스텐 카바이드 등의 재질이 사용됩니다. 

표면 처리

금형 캐비티, 맨드릴 및 재료 흐름과 직접 접촉하는 기타 구성 요소의 마감 품질은 압출 부품의 표면 마감을 결정합니다. 따라서 원하는 평활도를 고려하여 금형을 그에 맞게 마감해야 합니다.

잠재적 결함을 고려하십시오

금형 설계에는 재료 엉킴, 줄무늬, 균열 등과 같은 여러 가지 잠재적 결함이 발생할 수 있습니다. 따라서 이러한 결함의 원인을 고려하여 설계를 최적화하고 이를 방지해야 합니다. 

(더 읽기 : 알루미늄 압출 응용 분야)

압출 알루미늄 부품을 찾고 계십니까?

알루미늄 압출 부품의 예

제조 가능성을 보장하기 위해 알루미늄 압출 설계 지침 및 고려 사항에 대해 자세히 논의했습니다. 이러한 지침을 준수하면 원하는 성능을 달성하고 생산 비용을 절감할 수 있습니다. 설계 최적화에 어려움을 겪고 계시다면 ProleanTech의 전문가와 상담하십시오. 

알루미늄 압출 서비스 

저희 엔지니어들은 압출 공정을 최적화하고, 비용을 절감하며, 정확도를 향상시키는 방법에 대한 컨설팅을 제공해 드립니다. 또한, 사내 금형 제작 시설을 통해 설계된 부품을 압출하는 데 필요한 내구성 있는 금형을 생산할 수 있습니다. 자동화된 압출 제조 공장과 숙련된 전문가들은 고객의 기대에 부응하는 고품질 결과를 보장합니다. 더불어, 저희는 오랜 기간 동안 이 분야에서 경험을 쌓아왔습니다. 중국산 알루미늄 압출 십 년 이상 해당 분야에서 활동하며 글로벌 산업에 맞춤형 솔루션을 제공해 왔습니다. 

그러니 디자인을 업로드하고 저희의 기능을 활용해 보세요. 압출 서비스 당신의 프로젝트를 위해. 

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맺음말 

압출 성형 시 외경, 일정한 벽 두께 또는 두께 변화의 최소화, 날카로운 모서리 최소화, 지지 구조 및 기타 여러 가지 고려 사항은 완벽한 알루미늄 압출 설계에 필수적입니다. 이는 설계된 부품의 제조 가능성을 보장할 뿐만 아니라 성능 저하 없이 생산 비용과 생산 주기 시간을 단축시켜 줍니다.

체크리스트 

✔ 벽 두께 변화 및 전환

✔ 기하학적 형상 사이의 간격 

✔채널 밑면과 높이의 비율 

✔ 모든 형상의 치수 및 공차 

✔ 연결, 접합 및 조립 

✔ 표층어 (Ra 값 및 심미적 기준)

✔ 알루미늄 합금 종류 및 등급

✔ 표기법 및 산업 표준 

자주 묻는 질문

알루미늄 압출 설계에서 최소 벽 두께는 얼마입니까?

알루미늄 압출재는 0.5mm의 두께를 유지해야 하지만, 합금 종류와 프로파일 형상에 따라 최대 2mm까지 두껍게 제작할 수 있습니다. 

금형 설계가 압출 부품 설계와 유사한가요?

아니요! 둘은 관련이 있지만 동일하지는 않습니다. 금형 설계는 최적의 재료 흐름을 위해 특정 형상의 금형을 제작하는 것을 포함하는 반면, 부품 설계는 제조 가능성, 기능성 및 미적 측면에 중점을 둡니다.

알루미늄 압출 성형품 중 제조하기 쉬운 형태는 어떤 것들이 있습니까?

평판, 튜브, 앵글, 채널과 같은 균일하고 대칭적인 모양은 재료 흐름이 좋아 압출이 용이합니다.