结构设计师对于铝的认识(型材类)

结构设计师对于铝的认识（型材类）

铝型材

铝型材，是由挤压成型为各式各样的中空管材，家里铝合金窗户是最有代表性的，由于结构强度好，表面处理美观，常常也用在电子产品领域。

那么铝型材成品是如何成型加工出来的？

铝型材是铝棒通过热熔、挤压、从而得到不同截面形状的铝管材料。成型过程主要

包括熔铸，挤压，切割，CNC洗切，表面预处理，上色，5个过程

以下是铝型材成品生产流程

【一】熔铸

熔铸是铝材生产的首道工序

主要过程为：

配料：根据需要生产的具体合金牌号，计算出各种合金成分的添加量，合理搭配各种原材料。

熔炼：将配好的原材料按工艺要求加入熔炼炉内熔化，并通过除气、除渣精炼手段将熔体内的杂渣、气体有效除去。

铸造：熔炼好的铝液在一定的铸造工艺条件下，通过深井铸造系统，冷却铸造成各

种规格的圆铸棒

注解：此流程主要是铸造出圆铸棒，有了圆铸棒才能做挤压工序，并不是用金属液

体直接挤压出铝型材

【二】挤压成型

挤压成型是对放在模具型腔（或者挤压筒）内经过高温的金属胚料施加强大的压力, 迫使金属胚料产生向塑性变形，从挤压模的模孔中挤出，从而获得所需断面形状，尺寸并具有一定力学性能的零件或半成品的塑性加工方法。

挤压是型材成形的手段。先根据型材产品断面设计（拉伸型材的横切面）、再制造出挤压模具，禾I」用挤压机将加热好的圆铸棒（或者卷料圆铸棒）从模具中挤出成形。在挤压时还用一个风冷淬火过程及其后的人工时效过程，以完成热铝型材的热处理强化。

以下为挤压模具生产示意图

以下为挤压模具图

以下为产品成型横切面

产品结构设计横切面2D平面图

注解：此流程主要挤压出中空铝管材，切割后总长6M左右，得到管材后，会根据你的产品尺寸长度再进行切割，此处需要注意结构设计时管材的壁厚，如果产品是

回字形（上图A尺寸）最薄壁厚不能低于0.8mm,如果是口字形体或者开口形体，（上图B尺寸）最薄壁厚不能低于1.0mm,而上图B尺寸位置的T型处的壁厚最薄可以做到0.6mm,否则产品挤压成型后

变形。常规安全设计壁厚在 1.2mm以上。

【三】切割

将挤压好的铝型材中空管材，进行切割。切割完成后得到产品外形形态，最后会根据结构设计局部特殊要求进行CNC洗切，获得最终产品结构设计全部形态。

切割方式有以下几种

1，手动切割机

手动切割机机头可左右转向，可以切割45度角，切割精度较差，适合铝门窗行业及精度要求不高的铝材切割工作。

2,半自动切割机

A,半自动气油转换高速铝材切割机，采用镶钨钢圆锯片切割，主轴转速3200转/分，采用气油转换作为机器进刀压料动力，隐藏式锯片，锯片由下住上切割，自动压料与切割，机器自动喷油雾润滑，切割材料断面光洁无毛刺，精度高，可单支与多支切割，操作简单安全。

B,半自动油压型铝材切割机，机器构造粗糙，机器采用油压做为进刀动力，锯片做

平行进刀动作，切割材料断面精度差，切割材料尺寸大，适合铝材粗加工切割下料

3,全自动铝材切割机适合小件铝材，切割量大，精度有要求的切割工作，小件铝材可成束切割，一次可切断多支，效率极高,机器具有送料、夹钳、定位等功能，由PLC控制实现自动化切割工作，采用钨钢圆锯片切割，锯片转速每分钟3200转，切割材料断面光洁无毛刺。适合各类铝产品制造切割精度要求•如散热片铝材,U盘MP3铝件外壳,铝管，铝棒，铝合金类材料切割锯料

注解：在切割外形形态的时候，需要注意自己是需要高精度的，还是底精度的，如

果要求高，则用高精度切割机床或CNC全自动切割机，否则产品切割面会很粗糙, 且有铝屑。【四】CNC洗切

有特殊结构部位，则需要CNC（数控机床）单独进去洗切，比如外观面钻孔，或者外观面有沉台，特殊部位需要高精度配合等。

为什么要选择用CNC来做高精度洗切？

CNC数控机床与普通机床相比有如下特点：

加工精度高，具有稳定的加工质量;

可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件;

加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；

机床本身的精度高、刚性大，可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床

的3~5倍）；

机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；

批量化生产，产品质量容易控制；

【五】表面预处理

用化学或物理的方法对型材表面进行清洗，裸露出纯净的基体，以利于获得完整、

致密的人工氧化膜。还可以通过机械手段抛光镜面或喷砂或拉丝成亚面效果以下为抛光机抛光亮面效果

以下为人工喷砂操作图

注解：喷砂面铝型材它的表面如锦缎一样细腻柔和，很受市场的青睐，但必须克服

表面砂粒不均匀，并能看到模纹的不足，砂号越密，则挤压成型要求越高。

【六】上色

多色调表面处理铝型材：有银白色，茶色，不锈钢色、香槟色、金黄色、钛金色、红

色系列（酒红色、枣红色、黑色、紫色）等。这些型材都必须经化学或机械抛光之后再氧化，效果才佳

---《01.阳极氧化》---

挤压好的铝合金型材，其表面耐蚀性不强，须通过阳极氧化进行表面处理以增加铝

材的抗蚀性、耐磨性及外表的美观度。。（所以别再问，能不能不氧化直接做外观件）

产品完整过程为：

基材—装挂—脱脂—碱蚀—中和—阳极氧化—电解着色—封孔—烘干—卸料包装f

入库

单色、渐变色：

抛光/喷砂/拉丝f除油f阳极氧化f中和f染色f封孔f烘干

双色：

①抛光/喷砂/拉丝f除油f遮蔽f阳极氧化1f阳极氧化2f封孔f烘干

②抛光/喷砂/拉丝f除油f阳极氧化1

f镭雕f阳极氧化2

f封孔f烘干

下面为阳极氧化过程：

阳极氧化经表面预处理的型材，在一定的工艺条件下，基体表面发生阳极氧化，生

成一层致密、多孔、强吸附力的AL203膜层。

氧化膜生成图如下

染色前处理图如下

染色原理图如下

封孔：将阳极氧化后生成的多孔氧化膜的膜孔孔隙封闭，使氧化膜防污染、抗蚀和耐磨性能增强。氧化膜是无色透明的，在膜孔内吸附沉积一些金属盐，可使型材外表显现本色（银白色）以外的许多颜色，如：黑色、古铜色、金黄色及不锈钢色等。

封孔原理图如下

---《02.电泳涂漆》---

电泳涂漆型材表面光泽柔和，能抵抗水泥、砂浆酸雨的侵蚀