اکسترود فرایند تغییر شکل آلومینیوم (aluminum) است که در آن بلوک فلزی (بیلت) آلومینیوم در اثر اعمال فشار از قالبی با سطح مقطع کوچکتر عبور می کند. در واقع اکستروژن فرایند متراکم سازی غیر مستفیم است. نیروهای لازم برای این متراکم سازی به وسیله تماس بیلت با محفظه قالب و قالب ایجاد می شوند که مقادیر آنها بسیار زیاد است. تماس بیلت با محفظه قالب و قالب منجر به ایجاد تنش های فشاری بالایی شده که این تنش ها باعث کاهش احتمال بروز ترک سطحی بیلت حین انجام فرایند می شوند.
اکستروژن آلومینیوم بهترین روش برای شکستن ساختار ریختگی بیلت آلومینیوم است چرا که در این فرایند بیلت تنها تحت تاثیر نیروهای فشاری قرار می گیرد. بسته به نوع آلیاژ و روش مورد نظر اکستروژن می تواند به صورت سرد و گرم انجام شود.
در اکستروژن گرم بیلت برای تسهیل در انجام تغییر شکل پلاستیک پیش گرم می شود.
در اکستروژن مستقیم که مرسوم ترین روش مورد استفاده در اکستروژن آلومینیوم است، بیلت داخل محفظه قالب قرار گرفته و با فشار رام به درون قالب هل داده می شود. روش اکستروژن مستقیم، در تولید میلگرد آلومینیومی، مفتول آلومینیومی، لوله آلومینیومی و مقاطع آلومینیوم تو پر و تو خالی مورد استفاده قرار می گیرد.
در اکستروژن مستقیم، سیلان فلز هم جهت با حرکت رام است. در حین انجام فرایند بیلت بر روی دیواره محفظه قالب می لغزد. وجود نیروهای اصطکاکی به میزان قابل توجهی باعث افزایش فشار مورد نیاز رام می گردد. پس از آنکه اکستروژن تمام شد، معمولا به منظور بهبود مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون انجام عملیات سطحی ضروری است. فیلم انیمیشن نحوه انجام عملیات اکستروژن آلومینیوم و تولید پروفیل آلومینیوم در زیر قابل مشاهده است.
ساخت قالب اکستروژن آلومینیوم شامل مراحل و فرایندهای زیادی میباشد. ساخت قالب از تحویل گرفتن نقشه مقطع پروفیل مورد نظر آغاز شده و به تحویل قالب به مشتری ختم می گردد. دو موضوع مجزا در ساخت قالب باید لحاظ گردد. موضوع اول این است که ساخت قالب اکستروژن می بایست بر اساس مبانی اقتصادی و بهره وری اکستروژن انجام شود. موضوع دوم این است که طراحی قالب اکستروژن باید کیفیت بالایی را در محصول ایجاد نماید. تکنولوژی جدید به تولید کنندگان قالب این امکان را می دهد که تعداد مراحل ساخت را تا حدودی کاهش دهند و همواره قالب از کیفیت بالاتری برخوردار باشد.
خروجی اکستروژن تولیدی با توجه به مجهز بودن به میز خودکار بوده که از سائیدگی پروفیل آلومینیوم در هنگام عملیات اکستروژن توسط میز پرس جلوگیری می کند به نحوی که پس از انجام عملیات شاهد سطحی کاملا صاف و یکنواخت بر روی پروفیل تولید شده خواهیم بود.
به طور کلی اکستروژن به فرآیندی گفته می شود که طی آن بیلت های آلومینیوم ، تحت فشار از داخل قالب با شکل خاص رد شده و سطح مقطعی را تولید می کند. اکستروژن روش های مختلفی دارد که عمومی و ساده ترین شکل آن به صورت اکسترود مستقیم است .کانتینر دستگاه از چند لایه فولادی (عموما دو لایه) ساخته شده است و معمولا‍ً قادر به تحمل تنش های شعاعی بسیار بالا می باشد . برای تولید پروفیل آلومینیوم از بیلت آلومینیوم که قبلاً در کوره پیش گرم ، به دمای مناسب تولید رسیده داخل دستگاه قرار داده می شود .
سپس دامی پشت بیلت قرار گرفته و سنبه پرس (رام) به وسیله نیروی سیلندرهای قدرتمند هیدرولیکی بر روی بیلت فشار وارد می کند . در اثر فشار وارد شده دما بالا می رود و مواد نیمه مذاب و خمیری مانند از داخل قالب عبور کرده و شکل پروفیل را می سازند.وجود نیروهای اصطکاکی به میزان قابل توجهی باعث افزایش فشار دستگاه پرس می شود..
به صورت تجربی دیده شده که در فاز اول تولید هنگامی که بیلت پشت قالب قرار گرفته ، فشار دستگاه سریعاً به بالاترین مقدار خود افزایش پیدا می کند و وضعیت تولید پروفیل ناپایدار است . برای اصلاح و تعیین مشکلات قالب از سر شاخه ی بیرون آمده از قالب استفاده میکنند که بیان کننده مشکلات موجود در تولید است. پروفیل اکسترود شده که از قالب خارج می شود را باید به صورت دستی و یا اتوماتیک بیرون کشید . این کار فشار را بسیار کاهش می دهد و به تولید پروفیل مطلوب کمک می کند. دستگاه پولر ، پروفیل را به طور یک دست و با قدرت یکسان بیرون می کشد و بر روی ریل های مقابل دستگاه قرار می دهد . این عمل تا حد بسیاری به تابگیری و اصلاح پیچیدگی پروفیل کمک می کند. در فاز دوم تولید بیلت به حالت پایدار رسیده و فشار روی دستگاه کاهش پیدا می کند و پروفیل نیز کیفیت خوبی خواهد داشت. در فاز سوم بیلت کم کم به انتها رسیده ،فشار بر روی دستگاه به کمترین حد خود می رسد .
بعد از تمام شدن یک بیلت ، بیلت های بعدی به صورت متوالی در دستگاه قرار می گیرند . با این روش می توان به طول بی نهایت پروفیل ها را تولید کرد . بعد از تولید می توان پروفیل های اکسترود شده را به ابعاد دلخواه با اره برش زد . معمولا در فرایند تولید 6 تا 8 درصد طول بیلت منطقه ی انتهایی آن است که در فرایند استفاده نمی شود و به آن ته بیلت می گویند. دما عنصر بسیار مهمی در فرایند تولید پروفیل اکستروژن است . با بالا رفتن دما تنش مواد کاهش پیدا می کند و اکستروژن راحت تر صورت می گیرد اما ممکن است دما به نقطه ذوب آلیاژ نیز برسد که این اتفاق موجب از بین رفتن خواص مورد نظر برای آلیاژ های استفاده شده در تولید می شود. افزایش سرعت رام باعث افزایش فشار و در نتیجه بالاتر رفتن دمای آن می شود . در سرعت های کمتر رام ، گرمای تولید شده برای انتقال کمتر و همچنین سرعت تولید پروفیل کمتر می باشد . برای کاهش ضایعات تولید ، باید در تمامی مراحل تولید بر روی دما ، فشار و سرعت کنترل داشت . پیچیدگی روابط بین این سه متغیر باعث شده تا تلورانس میزان سختی پروفیل های تولید شده متفاوت باشد.
آلیاژ های استاندارد صنعتی در تولید پروفیل آلومینیوم چیست؟
آلیاژی که در این پروفیل آلومینیوم استفاده می شود بسیار حائز اهمیت است و در واقع به کاربرد آن ها بستگی دارد. رایج ترین نوعی از آلیاژ ها که در پروفیل به کار برده می شود ۶۰۶۳ و ۶۰۶۱ است که پس از آن که عملیات حرارتی یعنی ایجینیگ بر روی این دو مدل انجام می شود در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می گیرد و از جمله پر مصرف ترین و رایج ترین ها هستند و دلیل استفاده بیشتر از این انواع این است که دارای سختی زیاد تری هستند.
پنجره آلومینیومی ساده:
پنجره‌های آلومینیومی ساده در ایران از دو نوع پروفیل پرکاربرد ST و کرونت (Coronet) هستند که با استفاده از این دو نوع پنجره‌های آلومینیومی تولید می‌شوند و تفاوت‌شان در هندسه سطح مقطع پروفیل آلومینیوم آنها میباشد.
پنجره ST نسبت به نوع کرونت آن مزایای بیشتری دارد. امروزه از پنجره کرونت کمتردر بازار استفاده میشود، زیرا این نوع پنجره‌ها عایق نیستند و دارای قفل بست نامناسب هستند. پنجره‌های کرونت یراق‌آلات ضعیفی دارند، که پس از مدتی سست می‌شوند و عایق‌بندی‌شان نیز به درستی انجام نمی‌شود. ورود گرد و غبار و دود به داخل ساختمان از پنجره‌های کرونت، به دلیل نداشتن عایق مناسب، بسیار زیاد است.
در مقابل آن، پنجره‌های ST دارای پروفیل آلومینیومی قوی‌تری هستند و یراق‌آلات با کیفیت‌تری روی آنها قرار می‌گیرد. از آنجا که در نصب این پنجره‌ها از نوارهای مویی و لاستیک‌های آب‌بند استفاده میشود، بنابراین دوام بیشتری دارند.
پنجره آلومینیومی ترمال بریک:
بزرگ‌ترین اشکال پنجره‌های آلومینیومی، عایق نبودن آنها نسبت به حرارت است. کارشناسان و تولیدکنندگان در صنعت آلومینیوم، برای رفع این اشکال نوع جدیدی از پروفیل آلومینیومی را با نام ترمال بریک به بازار عرضه کردند. پروفیل‌های ترمال بریک در ساخت درب و پنجره‌ها کاربرد بسیاری دارند.
در این نوع پروفیل‌ها، تسمه‌ای از جنس پلی آمید قرار می‌گیرد که تحمل حرارت آن تا ۲۲۰ درجه سانتی‌گراد است. این پروفیل همچنین قابلیت تحمل برودت هوا را تا ۵۰ درجه سانتی‌گراد دارد. در این نوع پنجره‌ها، لایه بیرونی چارچوب و لنگه از لایه داخلی آن جدا میشود.
همچنین با پرس شدن تسمه پلی‌آمید در بین جداره بیرونی و داخلی چارچوب و لنگه، پروفیل‌های پنجره عایق میشود و اتلاف انرژی داخل ساختمان جلوگیری میشود. پروفیل‌های ترمال بریک از دو پروفیل بیرونی و داخلی تشکیل و با کمک تسمه‌ها پلی‌آمیدی به یکدیگر متصل شده‌اند. بنابراین قسمت داخلی و خارجی پنجره‌ها می‌تواند در رنگ‌های مختلفی تولید شود.
درب و پنجره ترمال بریک می‌توانند خود را با شرایط جوی متفاوت وفق دهند و عایق خوبی ایجاد کنند. همچنین دارای رنگ‌های بسیار زیبا و جذابی هستند.
پنجره چوب آلومینیومی
پنجره چوب آلومینیومی از یک پروفیل ترکیبی تولید میشود.لایه داخلی این پنجره از جنس چوب و لایه بیرونی آن از جنس آلومینیوم است. دو طرف این پنجره‌ها با مکانیسم خاصی به هم متصل می‌شوند و زیبایی خاصی به ارمغان می‌آورند. عایق بودن چوب در کنار ظرافت و استحکام آلومینیوم باعث ایجاد پنجره‌های بسیار لوکس و کاربردی میشود.
مزایای استفاده از پنجره آلومینیومی ترمال بریک :
۱- عایق حرارتی
۲- عایق رطوبتی
۳- عایق صوتی
۴- غیر قابل اشتغال
۵- قابلیت بازیافت و سازگاری با محیط زیست
۶- سرسختی بالا در مقابل آلودگی هوا وگرد و غبار
۷- سبک درعین حال مقاوم در برابر فشار زیاد باد
۸- زیبایی ظاهری _ تنوع دررنگ
۹- سبکی بسیار زیاد
۱۰- ایمنی بالا در برابر سرقت و زلزله
۱۱- مقاومت بالا در مقابل عوامل محیطی از قبیل تابش آفتاب و باران
استفاده از پروفیل ترمال بریک، باعث جلوگیری از انتقال سرما و گرما از جدارخارجی به جدار داخلی و بالعکس میشود. استفاده از سیستم ترمال بریک در درب و پنجره ها 38% کاهش اتلاف انرژی حرارتی در فصل سرما و 32% کاهش اتلاف انرژی برودتی در فصل گرما، 28% کاهش مصرف سوخت،20% کاهش هزینه در سرمایه گذاری اولیه تاسیسات و از آلودگی صوتی بسیارجلوگیری می کند. در پنجره‌هاي آلومينيومي با تکيه بر چند اتصال رايج به خصوص يراق آلات پيچ و پرچي و همچنين پانچ با استفاده از لقمه‌هاي توپر آلومينيومي قدرت اتصال به نحوي فوق‌العاده بالاست. يراق‌آلات مستقيم به فلز آلومينيوم متصل می شود.
برای اینکه وزن ساختمان را کاهش دهیم فریم های آلومینیومی بسیار مناسب بوده چون هم شکل پذیری بالا و سبکی متداولی دارد. بر این اساس مقوله ی آلومینیوم فلز مناسبی برای این کار می باشد. یکی از فایده های مهم آلومینیوم در تنوع و زیبایی سیستم پوشش و رنگ آمیزی ( آنادایز شدن) آن می باشد که قابل انجام شدن است.
سیستم پنجره های آلومینیومی برای تنوعی که در فرم ، رنگ و استفاده ی بالا از یراق آلات و تنوع بازشونده دارند تمامی نیاز های صنعت ساختمان را بر آورده می کند.
