铝挤压解释：工具和工艺

“对于大多数工程师来说，注塑和冲压是最常见的工艺，而对铝或铝挤压工艺知之甚少。但我们看到一个趋势，铝或铝型材越来越多地应用于各个行业，而铝型材的使用可以在降低成本和减轻重量方面发挥意想不到的作用。”

在我们的上一篇博客（铝挤压解释，优点和缺点）中，我们简要介绍了铝挤压的基础知识、挤压方法、材料选择以及铝挤压的优点和缺点。只有当我们完全了解 铝挤压成型工艺、模具、特点及应用 和其他相关知识，我们能够设计铝型材，确保铝型材的高质量和低成本，这是良好的DFM最关键的一点。

带您更全面地了解铝挤压成型。本章将从三个方面详细阐述铝挤压工艺： 挤压铝触摸工具、工艺特点及应用场景.

铝挤压模具

虽然产品设计工程师不设计铝挤压模具，但了解挤压模具的基本结构及其形成不同挤压型材的机理，有助于在设计挤压件时通过优化设计降低模具成本并提高挤压生产率。

什么是铝挤压模具

挤压模具本质上是厚的圆形钢盘，包含一个或多个开口以形成所需的轮廓。它们通常由 H-13 模具钢制成，并经过热处理以承受热铝通过模具时的压力和热量。

铝挤压模具

尽管铝看起来是一种非常柔软的金属，但需要很大的压力才能将固体铝锭（坯料）推过薄的多孔铝挤压模具以形成所需的形状。

挤压模具的类型

根据铝型材的断面形状，其相应的模具分为三类： 实心模具、半空心模具、空心模具。 其中中空模具结构最复杂，易磨损、断裂，成本最高。

实心铝挤压模具

中空铝挤压模具

半空心铝挤压模具

挤压模具寿命  

铝挤压设计导致的热量积聚和压力不均匀（例如，壁薄、壁厚不均匀和突出特征）是挤压模具寿命的最大杀手。

热量和不均匀的压力可以通过适当的模具设计来控制，并且可以降低挤出速度以延长模具寿命，但最终必须更换模具。

在设计铝型材之前，产品结构设计工程师应了解哪些设计特征对模具成本影响最大。改变铝挤压截面的设计，设定适当的公差，选择合适的铝合金材料，可以根据要求节省铝挤压模具的加工成本。

铝挤压工艺的优点

持久耐用

铝的耐腐蚀、耐腐蚀和耐候性是其最显着的优点之一。铝自然生锈并耐腐蚀，无需额外处理。这是由于其表面存在一层薄薄的、天然存在的氧化铝保护膜。通过阳极氧化处理，其耐腐蚀性能变得更强。

铝挤压件

例如，在室外环境中，可以在25微米下进行阳极氧化，这既增强了耐腐蚀性又提高了表面光洁度。此外，铝不需要维护，在大多数情况下可以不用担心腐蚀。

轻巧而结实

铝比钢轻 33% 以上，同时保留了大部分强度。大多数铝合金的抗拉强度范围约为70-700 MPa，而密度比钢小三分之二。

蓝色奥迪 A8 车身的铝挤压件

产品设计工程师不必担心铝挤压件的强度，它们可以用作建筑行业以及汽车行业的结构件， 使它们成为其他金属材料的最佳替代品。 铝合金在汽车工业中被大量使用，以实现轻量化和节能。

良好的导热性

铝的导热性与铜极其相似，但重量却轻得多。铝是一种优良的导热体，铝挤压的轮廓设计最大限度地提高了导热表面积和热通道的形成。一个典型的例子是计算机 CPU 冷却器，其中铝用于将热量从 CPU 带走。

铝导热体

时尚的外观 

挤压铝可以进行喷漆、电镀、抛光和阳极氧化处理，这为工程师提供了比其他材料更广泛的外观选择。

彩色铝挤压件

应用范围广泛

任何截面形状都可以通过铝挤压成型，因此铝挤压的应用非常广泛，工程师可以设计不同的截面来满足不同应用环境的要求。

铝挤压材应用范围广泛

易于二次加工 

铝型材可以轻松成型、切割、钻孔、机加工、冲压、弯曲和焊接，以满足特定用途。

模具加工周期短、成本低

铝挤压模具简单，加工周期短，成本低。

 吸收冲击和变形

在建筑中，铝型材可以抵抗天气和建筑物移动引起的变形。在运输工具中，冲击能量可以被吸收。铝型材在负载下保持强度和灵活性，并在冲击后回弹。

铝型材用于汽车吸收冲击能量

环境保护

铝是一种环保材料，易于回收利用。

铝挤压工艺的应用

铝是未来的金属；它不仅环保、质轻​​、天然耐腐蚀、坚固，而且导热、导电性能良好。美国铝型材的使用量已连续第六年增长，目前占北美铝市场总量的近四分之一 (22%)。

虽然建筑行业继续主导铝型材的使用，但随着越来越多的工程师和设计师正在了解使用铝型材时几乎无限的设计可能性，行业用途也不断扩大。以下是铝占据中心地位的七个行业：

1.航空航天业 

在航空工业中的应用

铝从一开始就是航空航天市场的重要组成部分——莱特兄弟的原始模型在发动机中使用铝部件来减轻重量。如今，铝占现代飞机的 75-80%，由于其轻质但耐用的特性，铝经常被选用于结构和发动机。铝也是许多航天器的主要部件之一。

2.交通运输业

在比强度至关重要的交通运输行业，铝型材非常适合用于制造发动机缸体、变速箱、面板、车顶纵梁和底盘，以及汽车、船舶、卡车、铁路和地铁车辆的车身和部件。

交通运输应用

交通运输业是铝型材的第二大用户，而且还在不断增长。从福特到奥迪再到梅赛德斯-奔驰，汽车工程师和设计师一直在寻找用铝代替钢部件的方法，以提高燃油效率和性能。电动汽车也大量使用铝。

3.建筑业

在建筑行业的应用

与钢不同，铝可以挤压成复杂的设计并制造以满足严格的建筑产品规格，有助于推动其在许多住宅和商业建筑产品中的使用。从窗户、门、中庭和天窗，到坡道、阳台和各种屋顶设计，建筑师正在转向铝材来建造经得起时间考验的绿色、可持续建筑。

4、消费行业

在消费行业的应用

自从铝型材首次应用于洗衣机和烘干机以来，它彻底改变了家电市场，使空调系统和冰箱比以往任何时候都更加节能。如今，我们的许多日常用品，包括健身和运动设备以及家具，都是由铝型材制成的。

5、电子行业

电子行业应用

铝型材用于许多电气和电子设备。鉴于其独特的导电性和导热性，定制铝型材通常用于电机外壳、高散热散热器和内部框架。在某些情况下，完整的产品外壳采用铝制设计，许多笔记本电脑、Apple iPhone 和 iPad 以及高清电视上都采用铝制外壳。

6、灯饰行业  

在照明行业的应用

由于铝的导热性，工程师可以设计完整的挤压发光二极管灯具，该灯具可以传递和散热以获得最佳的热效率。此外，挤压模具相对便宜，铝挤压件易于切割、成型、弯曲、加工以及阳极氧化或涂漆，使其成为高效照明的理想选择。根据铝型材协会AEC分析，“用于发光二极管灯/外壳的铝型材在所有细分市场的增长潜力几乎是无限的……”

7. 太阳能产业

太阳能电池板中的铝挤压 

当谈到太阳能时，正确安装和安装太阳能电池板对于质量和性能至关重要。作为钢材的经济替代品，铝型材可提供抵抗自然因素（如雪和风）所需的强度，而不会增加重量，使其成为屋顶安装面板和建筑一体化光伏 (BIPV) 系统的理想选择。

总结

Prolean 提供多种用于铝挤压的材料，包括金属和塑料。请参阅 材料样本清单 我们用。如果您需要此处未列出的材料，请 联系我们 因为我们很可能能够为您找到它。