Kundenspezifische Aluminium-Strangpressprofile: Günstiger als Sie denken

Diese Strangpressbaugruppe, die für eine schwebende Treppenwange verwendet wird, ist ein modulares Design, das zwei maßgeschneiderte Strangpressprofile aus 6005A-Aluminium umfasst. Die dreiteiligen Slip-Fit-Baugruppen werden mit speziell entwickelten Kanälen verbunden, die ohne Fertigung zusammengefügt werden. Foto mit freundlicher Genehmigung von Almag Aluminium Inc., Brampton, ON Kanada.

Während Stahl in vielen Branchen, darunter auch im Baugewerbe, ein Material der Wahl ist, hat Aluminium viel zu bieten. Aluminium ist für sein Gewicht, seine Festigkeit, Haltbarkeit, Korrosionsbeständigkeit, seinen geringen Wartungsaufwand und seine Oberflächenoptionen bekannt und kann einem Produktdesigner oder Architekten dabei helfen, Ziele zu erreichen, die mit Stahl nicht erreicht werden können. Als eines der am häufigsten recycelten Industriematerialien leistet es auch einen wesentlichen Beitrag zu den Nachhaltigkeitsbemühungen.

Komponenten aus stranggepresstem Aluminium eignen sich gut für den Einsatz in Türrahmen, Fenstern, Vorhangfassaden, Vordächern, Sonnenschirmen, Beleuchtungskörpern und Handlaufsystemen, und obwohl Aluminium in vielen Standardprofilen leicht erhältlich ist, ist dies nicht der Fall Ende der Straße. Wenn Sie auf der Suche nach etwas Einzigartigem oder Besonderem sind, bieten maßgeschneiderte Strangpressprofile nahezu endlose Möglichkeiten, etwas Neues und Einzigartiges zu schaffen. Möglicherweise zögern Sie, sich auf unbekanntes Terrain vorzuwagen, wo zusätzliche Kosten und längere Vorlaufzeiten lauern. Wenn Sie jedoch bereit sind, einen weniger bekannten Weg einzuschlagen, werden Sie möglicherweise mit spektakulären Ergebnissen belohnt: einem charakteristischen Designelement, verbesserter Funktion und höherem Wert. Ein wenig Recherche und Vorbereitung können einem Designer oder Architekten dabei helfen, ein Produkt oder Gebäude mit Besonderheit und Differenzierung zu schaffen.

Wenn Sie mit Aluminium-Strangpressprofilen noch nicht vertraut sind, müssen Sie zunächst wissen, wo Sie fundierte Informationen finden. Zwei wichtige Veröffentlichungen sind „Aluminium Standards and Data“ und „Aluminium Design Manual“, beide herausgegeben von der Aluminium Association. Eine weitere wichtige Ressource ist das Wissen über Extruder. Extruder unterscheiden sich in Ausstattung, Fachwissen und Leistungsfähigkeit. Daher können Sie sich frühzeitig umsehen und so viel wie möglich lernen, um Ihr Projekt zu planen und gleichzeitig die Kosten niedrig zu halten. Der Aluminium Extruders Council unterhält eine Mitgliederdatenbank, die dabei hilft, Extruder nach geografischem Gebiet und Extrusionskapazität einzugrenzen.

Die beiden Hauptfaktoren, die eine maßgeschneiderte Aluminium-Strangpresskonstruktion bestimmen, betreffen die Machbarkeit und die Finanzierung. Diese hängen vom Gewicht der vorgeschlagenen Form pro linearem Fuß und der Kreisgröße ab.

Die Kombination dieser beiden Kriterien ist nicht so kompliziert, wie es sich anhört; es bezieht sich einfach auf das Verhältnis zwischen der Dicke des Materials und der Größe seines Profils. Extrusionspressen unterscheiden sich in ihrer Leistungsfähigkeit. Daher ist es eine Frage der Kaufentscheidung, einen Extruder zu finden, der ein bestimmtes Profil herstellen kann.

Stellen Sie sich beispielsweise ein Profil mit einem Durchmesser von 1 bis 10 Zoll und einer Querschnittsfläche von 1 bis 2,5 Quadratzoll vor. Dies stellt keine besondere Herausforderung dar und die Wahrscheinlichkeit, einen Extruder zu finden, der damit umgehen kann, ist sehr hoch. Ein Profil, das einen umschriebenen Kreis von 14 Zoll Durchmesser überschreitet. mit einem Querschnitt von mehr als 10 Quadratzoll stellt eine gewisse Herausforderung dar und erfordert weitere Forschung, um eine Extrusionspresse zu finden, die damit umgehen kann (sieheAbbildung 1).

Der Hauptkostenfaktor ist die Extrusionsdüse. Es dürfte sich auf Tausende von Dollar belaufen, aber im Rahmen eines gesamten Architekturprojekts ist es immer noch ein relativ kleiner Betrag. Darüber hinaus betragen die Vorlaufzeiten häufig weniger als einen Monat. Diese Faktoren tragen zur Erschwinglichkeit des kundenspezifischen Extrudierens bei, einschließlich der Herstellung von Prototypen in Originalgröße und gegebenenfalls anschließender Überarbeitungen.

Werkzeuge für eine Biegemaschine und maßgeschneiderte Prüfvorrichtungen erhöhen ebenfalls die Projektkosten. Wenden Sie sich daher am besten an einen Extruder mit einschlägiger Erfahrung, um unvorhergesehene Kosten und unangenehme Überraschungen zu vermeiden.

Mindestbestellmengen sind eine letzte praktische Überlegung. Die meisten Extruder haben eine Mindestbestellgröße, oft 1.000 bis 2.000 Pfund pro Form. In manchen Fällen ist eine Bestellgebühr eine Alternative für eine kleine Charge. Während ein angegebener Mindestbetrag ein Hindernis für die Prototypenerstellung sein kann oder wenn ein kleiner Auftrag als Ergänzung zu einer größeren Extrusionsserie benötigt wird, bedenken Sie, dass ein angegebener Mindestbetrag möglicherweise verhandelbar ist.

Obwohl die Grenzen extrudierter Formen durch einige praktische Überlegungen begrenzt sind, bieten sie erhebliche Vielseitigkeit und Gestaltungsfreiheit. Bedenken Sie, dass es sich hier nicht um die Auswahl eines Profils von der Stange und die Entwicklung eines Designs handelt; Dabei geht es darum, ein neues Profil von Grund auf zu erstellen. Durch den Extrusionsprozess wird das Metall aus ästhetischen, strukturellen oder funktionalen Gründen dort platziert, wo Sie es haben möchten. Massive oder hohle Formen können individuell angepasst werden, um ihren beabsichtigten Zweck optimal zu erfüllen.

Abbildung 1 Die Verfügbarkeit von extrudierten Aluminiumprofilen hängt von der Leistungsfähigkeit des Extruders ab. L=begrenzte Verfügbarkeit; G=allgemein verfügbar; W=weit verbreitet.

Legierungsauswahl. Aluminium ist in einer Vielzahl von Legierungen und Härtegraden erhältlich. Für die meisten Bauanwendungen sind Legierungen der Serie 6XXX ideal. Während andere Legierungen möglicherweise eine höhere Festigkeit, elektrische Leitfähigkeit und andere Funktionen bieten, wird davon ausgegangen, dass die 6XXX-Serie die beste Kombination von Eigenschaften für die Konstruktion aufweist.

Zu den zu berücksichtigenden Legierungen gehören 6060, 6063, 6061 und 6005A. Die ersten beiden werden normalerweise bevorzugt, wenn das ästhetische Erscheinungsbild im Vordergrund steht; Die beiden letztgenannten werden bevorzugt, wenn strukturelle Überlegungen im Vordergrund stehen.

Die Legierungen 6063, 6060 und ihre Varianten weisen die geringste Festigkeit und etwas geringere Kosten als andere auf und bieten gleichzeitig eine bessere Extrudierbarkeit und Oberflächengüte. Diese eignen sich für Anwendungen wie Leuchten, Möbel und Eingangstüren – Anwendungen, bei denen Eigenschaften wie Mindeststreckgrenze und Zugfestigkeit nicht im Vordergrund stehen, bei denen aber elastisches Knicken oder Durchbiegen von größter Bedeutung ist. Die Legierungen 6060 und 6063 sind nicht so stark in Bezug auf die Mindeststreckgrenze und die Zugfestigkeit, weisen jedoch in Bezug auf Knicken und Durchbiegung eine ähnliche Leistung auf wie 6061 und 6005A. Der Elastizitätsmodul variiert zwischen den Aluminiumlegierungen kaum, daher bietet eine höherfeste Legierung möglicherweise nur geringe Vorteile bei der Durchbiegung.

Da diese Legierungen eine gute Oberflächenbeschaffenheit aufweisen, werden sie bevorzugt für Anwendungen verwendet, die aus ästhetischen Gründen eine Lackierung oder eine eloxierte Oberfläche erfordern.

Alloy 6061 und seine Varianten weisen eine hohe Festigkeit auf, haben jedoch ihren Preis, da sie eine geringere Extrudierbarkeit aufweisen. Die Oberflächenbeschaffenheit ist weniger ästhetisch als die von 6063 und 6060.

Beachten Sie, dass 6061 häufig angegeben wird, da Architekten und Designer damit vertraut sind. Abhängig von der spezifischen Anwendung ist oft 6005A besser geeignet.

Alloy 6005A ist eine neuere Entwicklung als viele andere. Es bietet hohe Festigkeit, gute Extrudierbarkeit und eine günstige Oberflächenbeschaffenheit bei moderaten Kosten. Es ist weniger empfindlich gegen Abschreckung als 6061 und weist eine geringere Wahrscheinlichkeit auf, dass es durch die Abschreckung mit Wasser zu Verformungen kommt.

Profildesign. Ein erfahrener Extruder kann beim Profildesign sehr hilfreich sein, insbesondere wenn Sie neu in der Extrusion sind. Oftmals führen geringfügige Unterschiede im Design eines Profils zu erheblichen Kostenunterschieden.

Denken Sie zunächst über den Tellerrand hinaus. Rechteck, L, C, I und Rohr eignen sich hervorragend für viele Anwendungen, aber der Vorteil der Extrusion liegt in der Designfreiheit. Der Prozess bringt das Metall dorthin, wo es benötigt wird. Sie wollen das L, das C oder das I nicht neu erfinden, also denken Sie groß.

Zweitens: Halten Sie es einfach. Um die Chancen einer erfolgreichen Ausführung zu verbessern und gleichzeitig die Kosten zu kontrollieren:

Einzigartig muss nicht gleich komplex sein. Ein einzigartiges, mutiges und auffälliges Design kann ein einfaches Design sein.

Toleranzen und Oberflächenspezifikationen. Industriestandardtoleranzen sind in den Aluminiumnormen und -daten aufgeführt. Beachten Sie, dass viele Extruder deutlich engere Toleranzen haben als handelsübliche Standardtoleranzen. Ein Gespräch mit Ihrem Extruder kann daher Aufschluss über die verfügbaren Toleranzen und die mit den Toleranzen verbundenen Kosten geben. Dies ist auch ein guter Zeitpunkt, um alle sichtbaren Teile des Projekts und die mit diesen Bereichen verbundene Oberflächenbeschaffenheit zu besprechen.

Strukturelle Überlegungen.Die Schaffung einer optimalen Struktur ist oft ein iterativer Prozess, der mit der Funktion beginnt und sich durch eine Vielzahl von Formen unter Berücksichtigung der Geometrie und Verbindungsmethoden durcharbeitet.

Das Aluminium Design Manual ist ein guter Ausgangspunkt. Es enthält die Spezifikation für Aluminiumstrukturen, die Grundlage für Aluminiumkonstruktionen gemäß dem International Building Code und den meisten US-Bundesstaats- und Kommunalvorschriften. es befasst sich auch mit der zulässigen Festigkeitsgestaltung; erörtert die Auslegung von Belastungs- und Widerstandsfaktoren; und liefert Schlüsseldaten für die Konstruktion extrudierter Elemente unter Zug, Druck, Biegung und Scherung.

Das Material in der Veröffentlichung kann Ihnen helfen:

Abschluss. Beim Extrudieren bildet Aluminium sofort einen hartnäckigen Oxidfilm, der vor Korrosion schützt. Eine zusätzliche Nachbearbeitung ist im Allgemeinen nicht erforderlich, außer aus ästhetischen Gründen oder unter schwierigen Betriebsbedingungen (z. B. Umgebungen, die durch Salznebel oder starke Verschmutzung gekennzeichnet sind). Wenn eine zusätzliche Endbearbeitung gewünscht wird, sind Eloxieren oder Lackieren, entweder flüssig oder pulverförmig, die übliche Wahl, obwohl der Designer in manchen Fällen ein mechanisches Endbearbeitungsverfahren wie Bürsten oder Sandstrahlen vorschreibt.

Die meisten Extruder verfügen entweder über eigene Lackier- oder Eloxalanlagen oder sie verfügen über etablierte Endbearbeitungsdienstleistungsbeziehungen, die es ihnen ermöglichen, ein fertiges und gefertigtes Bauteil bereitzustellen. Die Spezifikationen 2603, 2604 und 2605 der American Architectural Manufacturers Association (AAMA) definieren die Leistung und Parameter der Lackierung, während die Spezifikationen der Klassen I und II der AAMA 611 die Eloxierungsleistung definieren.

Eine letzte Überlegung ist der recycelte Inhalt. Aluminium kann unbegrenzt recycelt werden, ohne dass sich seine physikalischen Eigenschaften verschlechtern. Durch die Verwendung von recyceltem Aluminium anstelle von Primäraluminium als Ausgangsmaterial für die Strangpressung wird der CO2-Fußabdruck der resultierenden Strangpressteile erheblich reduziert, da die Herstellung von recyceltem Aluminium im Vergleich zu Primäraluminium nur 8 Prozent der Energie erfordert. Eine kürzlich vom Aluminium Extruders Council durchgeführte Lebenszyklusanalyse zeigt, dass nordamerikanische Extruder im Jahr 2015 fast 55 Prozent Recyclinganteil verwendeten. Es ist wahrscheinlich, dass der Recyclinganteil seitdem zugenommen hat, da die Extruder ihre Bemühungen, umweltfreundlichere Produkte anzubieten, fortgesetzt haben. Selbst bei 55 Prozent verbrauchten nordamerikanische Extruder im vergangenen Jahr mehr als 3,75 Milliarden Pfund Aluminiumschrott.

Viele Extruder, insbesondere diejenigen, die sich auf den Bau- und Konstruktionsmarkt konzentrieren, bieten durchweg Produkte mit wesentlich höherem Recyclinganteil an.

Aluminium Extruders Council, www.aec.org

Die Aluminium Association, www.aluminum.org