2024/10/25

鋁擠型簡介

之前提過設備常用的金屬材料之一就是鋁合金,
鋁合金因為有質輕、不易鏽蝕、易回收利用等特性,在各行各業都用很多,
例如一般消費者經常接觸的飲料罐、電子鍋內鍋、炒菜鍋、雪平鍋、杯子等等。
交通工具上汽車輪圈、自行車車架的鋁管、零件、輪圈、水壺架等等,
醫材、運動器材的高壓氣筒、鋁管、零件等等,
建材門窗骨架、電子業散熱片、外殼等等,

至於鋁合金材料在設備上的使用主要有四種形式:
塊材加工,銑削、鑽孔、研磨等;
板材加工,雷切、鑽孔、折彎、焊接等;
擠型應用,切斷、鑽孔、組裝等
鑄造件,銑削、鑽孔等;
至於鋁合金棒材幾乎沒看過用在設備結構上,
設備上用到圓棒狀、圓柱狀、管狀的材料幾乎都是用SUS303、SUS304、SUJ等,強度、精度跟耐磨性比鋁合金棒、管好很多。

鋁擠型算是在各行業應用機會都很多的材料,

在設備常用在精密度要求不高的設備機架結構上,如下圖示:

圖片來源:東野精機網站,連結


鋁擠型材斷面例,
圖片來源:東野精機網站,連結


鋁擠型被廣泛應用的原因有:
1. 模具簡單、便宜
2. 加工長度幾乎只受場地限制,結構用的鋁擠型通常是4米或6米
3. 斷面形狀設計變化多,可兼顧強度、外型、後續組裝等需求
4. 擠型後加工可進行陽極處理、烤漆等表面處理表現不同顏色且在一般應用情況下不易腐蝕
5. 其它…

早期設備的鋁擠型多從日本進口,例如日本的SUS,有非常多種鋁擠型材相關產品,網站連結,時至今日其產品種類遠超過台灣廠商。
圖片來源:SUS網站


另外像設備五金常用的日本三住MISUMI也有各式各樣的鋁擠型材可以選用,網站連結
圖片來源:MISUMI網站


後來陸續有不少台灣廠商投入生產、設計,如連結:工商快訊,鋁擠型廠商

在第一家公司上班時,因為輸送機設備用到的鋁擠型量很多,仿日廠設計找了台灣廠商(鋰隆)給修改過的斷面圖製作需要的鋁擠型。

這種模式其實很多,
給斷面,報模具價,談年用量跟計價方式,只要有一定的量其實算經濟實惠。

除了設備用的機架等,
其它包括建材的鋁窗、踢腳板、溫室玻璃房骨架、運動器材、散熱鰭片都可以作,
隨著投入廠商越來越多,產業的發展也逐漸變大,也逐漸轉移到中國大陸去生產、製造,甚至研發應用到很多家居用品,
模具費用也越來越有競爭力,
現在已經很少聽說用日製品,品質好,但是貴…。

甚至一般消費者上拍賣網站就可以買到鋁擠型跟相關配件,
收到零件再自己組就可以。

鋁擠型風行的原因跟良好的相對低溫成型流動性有很大的關係,
可以設計出支撐性強、質輕的斷面形狀應用在結構支撐用途上,
以下是設備上常拿來用的6、8系列鋁擠型斷面:


以上圖片來源鋰隆公司網頁:連結

這些斷面幾乎已經是工業標準,很多情況下多家廠商的鋁擠型混著用可能都分不出來^_^。

後來比較常參考設計使用的是東野,東野是易發精機的子公司,
易發作設備用到很多鋁擠型,就乾脆設一家公司作鋁擠型,
還可賣其它廠商,分攤模具、設備費用,
材料量大也更好談進料成本,
東野的鋁擠型相關產品選擇比鋰隆多,提供有斷面尺寸、2D圖面跟3D模型可以下載使用,
註,易發跟東野都是用Inventor作設計。
東野鋁擠型網站:https://www.efc-tono.com
東野另外有提供機架組裝,也有延伸至鋼管焊接機架的製作、設計服務。

其它鋁擠型廠商有的是從材料業進來作,
也有從代理銷售轉過來作鋁擠型,
或是代工製作機架、輸送機跨過來作鋁擠型,
或掛牌賣跟提供設計、組裝服務,
畢竟對岸現在有很多製作廠商有設備可以接斷面設計圖製作。

鋁擠型的製作可以參考如下影片:

How are Aluminum Extrusion Made?,連結

實際上不同廠商規模不同,能夠處理的最大斷面、長度不同,擠出後的拉直尺寸精度控制、材料時效處理、陽極處理、表面烤漆等會有不同。

也有專門模擬分析軟體可以跑模具的“擠出”過程模擬,如下影片:
鋁擠流動模擬,連結

鋁擠型當結構件算是經濟實惠的選擇,
不過相對價格並不會比鋼管焊接結構便宜、穩定、耐振動,
在使用上還是有點其適合的應用領域,
精密設備上很少會用鋁擠型當底座,精度跟穩定性還是遠比不上鋼管焊接加上花崗岩平台的結構,
更多是用在外框、輸送機、精密度要求不高等的結構應用上。

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