압출 알루미늄 부품이 곳곳에 사용됨에도 불구하고 많은 사람들이 이를 거의 눈치를 못 채며, 뛰어난 특성으로 인해 다양한 산업 분야에서 다양하게 사용되고 있습니다. 이번 글에서는 알루미늄 압출 10단계 공정 및 주요 고려 사항에 대해 알아보겠습니다.
알루미늄 압출이란 무엇인가?
알루미늄 압출에는 알루미늄 합금을 가열하고 미리 설계된 단면 형상을 가진 다이를 통해 밀어 넣는 작업이 포함됩니다.
견고한 램이 알루미늄을 다이를 통해 밀어내고 작업 중에 런-아웃 테이블을 따라 끌어당기며 다이의 개구부를 수정하여 제품 사양에 맞는 여러 모양과 크기를 만들 수 있습니다.
이 공정은 의외로 간단한 기술로써 근본적인 수준에서 이해하기 쉽습니다.
알루미늄 압출에 관련된 힘은 손가락으로 치약 튜브를 압축할 때 사용되는 힘과 유사합니다.
또한, 압출 다이는 치약 튜브의 입구와 유사한 기능을 가지고 있어 돌출부는 개구부가 단단한 원이기 때문에 길고 단단한 돌출로 나옵니다.
다양한 알루미늄 압출 기술
알루미늄 압출 기술에는 직접 압출과 간접 압출이라는 두 가지 주요 압출 기술이 있습니다.
1. 직접 알루미늄 압출
직접 알루미늄 압출은 가장 일반적으로 사용되는 압출 알루미늄 기술입니다.
알루미늄 압출기는 가열된 벽이 있는 용기에 빌렛/가열된 알루미늄을 넣고 움직이는 램이 다이 개구부를 통해 금속을 힘차게 밀어내는데 이 단계에서는 높은 압력이 발생합니다.
또한 기계 기술자는 일반적으로 가열된 알루미늄(빌렛)과 램 사이에 재료 블록을 넣어 접촉을 방지합니다.
대부분의 공급업체와 제조업체에서는 알루미늄과 램이 같은 방향으로 앞으로 움직이기 때문에 이 기술을 직접/순방향 압출 공정이라고 부릅니다.
2. 간접 알루미늄 압출
간접 또는 후방 압출은 직접 기술과 완전히 다른데 이 과정에서 가열된 알루미늄과 용기는 동시에 움직이며 금형은 같은 위치에 유지됩니다.
기계 기술자는 종종 이 작업을 수행하기 위해 “Stem”을 사용하고, 길이는 용기의 길이보다 길어야 합니다. 따라서 스템은 알루미늄 빌렛을 고정 다이를 통해 밀어냅니다.
후방 압출은 직접 압출 기술에 비해 마찰이 적어 더 나은 열 제어 기능이 있습니다.
이 결과는 상대적으로 안정적으로 적용된 힘의 결과일 수 있습니다. 또한, 일정한 온도는 더 나은 입자 구조와 기계적 특성을 제공합니다.
결과적으로 간접 압출의 제품 품질은 일반적으로 믿을 수 있는 제품입니다.
어떤 모양을 압출시킬 수 있을까?
알루미늄 압출 공정은 다양한 사양과 크기로 제공되는 모양과 관련하여 무한한 기능을 갖추고 있어 여러 산업에 필수적이며 이로 인해 모든 유형을 나열하는 것이 꽤 어렵습니다.
압출의 주요 범위는 다음과 같습니다.
- 속이 빈 모양: 단면이 다양한 튜브 또는 프로파일과 같은 모양(예: 직사각형, 원형, 정사각형 등)
- 반 솔리드 모양: 이러한 모양에는 채널, 각도 및 기타 부분적으로 열린 모양이 포함됩니다.
- 솔리드 모양: 여기에는 단면이 다른 솔리드 바와 막대가 포함됩니다. (예: 정사각형, 원, 직사각형 등)
- 맞춤형 알루미늄 압출 모양: 이러한 유형의 모양에는 일반적으로 여러 개의 돌출이 있어 여러 색상을 사용해 서로 맞물린 모양일 수도 있습니다.
알루미늄 압출 공정에 대한 10단계 가이드
1단계: 압출 다이 준비
첫 번째 단계는 round-shaped die를 만들거나 가능한 경우 기존 주사위를 사용하는 것입니다.
압출 공정을 시작하기 전에 다이를 정확히 450-500ᵒC로 예열하세요. 이는 금속이 균일하게 통과하도록 보장하고 다이의 수명을 극대화하는 데 도움이 됩니다.
예열 절차 후에 다이를 압출 프레스에 로드할 수 있습니다.
2단계: 알루미늄 빌렛 예열
다음 작업은 늘어난 재료 통나무에서 원통형 빌렛을 절단한 다음 오븐에서 빌렛을 400-500ᵒC로 예열하는 것입니다.
이 기술은 빌렛을 준비하여 작업에 적합하도록 만들며 녹지 않았음을 말합니다.
3단계: 빌렛을 압출 프레스로 이동
빌렛을 예열한 후 기계적으로 프레스에 옮깁니다. 하지만 빌렛을 프레스에 채우기 전에 윤활제를 첨가하시고, 압출램에는 이형제를 꼭 넣어주세요.
결과적으로 이는 빌렛과 램이 서로 결합되는 것을 방지하는 데 도움이 될 것입니다.
이 시점에서 압출 프레스에서 가단성 빌렛이 준비되는데 여기서 유압 램은 정확히 15,000톤의 압력을 가할 수 있습니다.
이 압력은 가단성 빌렛을 용기 안으로 밀어 넣고 알루미늄 소재는 벽을 채울 때까지 늘어나게 됩니다.
4단계: 압출된 재료를 다이에 밀어 넣기
컨테이너 벽을 채우는 알루미늄 소재가 압출 다이에 밀착되며 재료에 지속적으로 압력을 가해야 합니다. 따라서 압출된 재료는 완전히 형성된 다이 개구부를 통해 나옵니다.
5단계: 압출 냉각
풀러는 압출물을 잡고 프레스에서 나온 후 제자리에 고정합니다.
이는 합금이 테이블을 따라 이동할 때 “담금질” 공정을 거치는 동안 프레스를 떠날 때 압출을 보호하며 전체 수조 또는 팬을 사용하여 고르게 냉각됩니다.
6단계: 압출을 테이블 길이로 전단
알루미늄 압출이 전체 테이블 길이를 만든 후에는 뜨거운 톱을 사용하여 절단합니다. 이 때 압출 방법의 각 단계에서는 온도가 필수적이라는 점에 유의하십시오.
담금질 공정에도 불구하고 압출이 항상 완전히 냉각되는 것은 아니기 때문입니다.
7단계: 실온으로 냉각 압출
전단 공정을 완료한 후 압출부를 런-아웃 테이블에서 냉각 플레인으로 옮기고 프로파일은 실온에 도달할 때까지 그대로 유지됩니다. 실온에 도달하자마자 스트레칭이 시작됩니다.
8단계: 압출부를 옮기고 정렬되도록 늘이기
이 단계에서는 수정이 필요한 압출된 알루미늄 모양의 특정 비틀림을 발견하게 됩니다.
이러한 비틀림을 복구하기 위해 들것 역할을 하는 것이 있으면 도움이 될 것입니다.
완전히 직선이 될 때까지 당기면서 각 프로파일의 다른 끝을 수동으로 잡는데 이 절차는 압출을 원하는 사양으로 조정하는 데 도움이 되실 겁니다.
9단계: 압출을 마감 톱으로 옮기고 길이에 맞게 절단
이 단계에서 돌출부가 완전히 펴지고 작업이 경화되면 이제 돌출부를 톱 테이블로 이동하고 다음은 돌출부를 원하는 길이로 자르는 것입니다.
이 길이는 일반적으로 2.4-6.4m입니다. 톱질 공정을 완료한 후 적절한 온도(T6 또는 T5)로 숙성하기 위해 이러한 압출물을 오븐으로 옮깁니다.
10단계: 2차 작업 수행(열처리, 가공 및 표면 마무리)
압출 공정이 완료되면 이러한 프로파일을 열처리하여 특성을 향상시킬 수 있는데 열처리 후 수정이 필요한 치수가 있는 경우에는 압출 가공을 고려하시는 것이 좋습니다.
또한 표면 마감 처리를 추가하면 압출된 알루미늄의 미적 외관과 내식성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.