Was ist das Strangpressverfahren?
Das Strangpressverfahren für Metalle ist eine industrielle Fertigungstechnik, die auf der plastischen Verformung eines Werkstoffs beruht. Dabei wird typischerweise ein Metall, beispielsweise Aluminium, durch ein Werkzeug, die sogenannte Matrize, gepresst, um die gewünschte Form zu erhalten. Dieses Verfahren wird häufig eingesetzt, um Bauteile und Komponenten mit komplexen, detaillierten Geometrien für unterschiedlichste Branchen herzustellen, vom Bauwesen bis hin zur Luftfahrt.
Grundlagen des Metallstrangpressens: Wie funktioniert es?
Das Metallstrangpressen ist ein Bearbeitungsverfahren, bei dem ein Werkstoff, meist eine Aluminium-, Kupfer- oder Stahllegierung, so weit erhitzt wird, dass er verformbar und damit entsprechend den jeweiligen Anforderungen formbar wird. Das erhitzte Metall wird anschließend durch eine Matrize, auch Werkzeug genannt, gepresst, um eine bestimmte Form zu erhalten. Für ein hochwertiges stranggepresstes Produkt mit optimalen Eigenschaften sind nicht nur höchste Präzision während des gesamten Bearbeitungsprozesses, sondern auch eine wirksame Temperaturkontrolle und eine exakte Kalibrierung der Strangpresskräfte erforderlich.
Phasen des Metallstrangpressverfahrens
Um das Strangpressen von Metallen besser zu verstehen, ist es sinnvoll, die wichtigsten Bearbeitungsphasen zu betrachten, die diesen speziellen Prozess im Allgemeinen kennzeichnen.
Vorbereitung des Materials
Die erste Phase besteht in der Vorbereitung des Ausgangsmaterials: Das Metall wird in Stangen oder Bolzen geschnitten, die anschließend auf Temperaturen erhitzt werden, die je nach verwendeter Legierung variieren. Das Strangpressen von Aluminium erfolgt beispielsweise bei den gängigsten Legierungen bei Strangpresstemperaturen von etwa 500–550 °C. Beim Strangpressen von Stahl liegen die Strangpresstemperaturen hingegen zwischen 1.100 °C und 1.300 °C; die genaue Temperatur hängt von der spezifischen verwendeten Stahllegierung ab.
Direktes Strangpressen
Sobald die ideale Temperatur erreicht ist, ist das Material bereit für das direkte Strangpressen. Damit ist das Strangpressen eines Metalls ohne Zwischenschritte oder ohne wesentliche zusätzliche Bearbeitungen gemeint. Das erhitzte Metall wird in die Strangpresskammer der Presse geladen, wo mithilfe einer Schnecke oder eines Hydraulikkolbens ein erheblicher Druck ausgeübt wird, um es durch die Matrize zu pressen. Diese Phase ist entscheidend, um die hohe Qualität des Endprodukts zu gewährleisten. Deshalb sind eine strenge Kontrolle und maximale Präzision erforderlich.
Indirektes Strangpressen
Alternativ dazu ist das indirekte Strangpressen ein Verfahren der Metallbearbeitung, bei dem ein Werkzeug oder eine Matrize verwendet wird, um das Material in die gewünschte Form zu bringen. Dieses Verfahren unterscheidet sich vom direkten Strangpressen, bei dem das Material direkt durch eine Öffnung oder ein Werkzeug gepresst wird, um die gewünschte Form zu erzeugen. Beim indirekten Strangpressen wird das Material durch eine Strangpresskammer gedrückt, die erhitzt werden kann, um die plastische Verformung des Materials zu erleichtern. Diese Methode wird häufig für die Herstellung komplexer oder großformatiger Bauteile eingesetzt und ermöglicht eine größere Flexibilität bei der Konstruktion und Produktion metallischer Komponenten.
Abkühlung und Endbearbeitung
Nachdem das Metall durch die Matrize gepresst wurde, wird es abgekühlt, damit die erzeugte Form erhalten bleibt. Die Abkühlung kann auf verschiedene Weise erfolgen: natürlich oder mithilfe von Kühlsystemen, die Wasser oder Luft verwenden. Anschließend kann das Strangpressprofil aus Aluminium oder Stahl auf die gewünschte Länge zugeschnitten und weiteren Endbearbeitungen wie Schleifen, Polieren oder spezifischen Oberflächenbehandlungen unterzogen werden.
Vorteile und Anwendungen des Metallstrangpressens
Das Strangpressverfahren für Metalle bietet eine Reihe von Vorteilen, darunter die Möglichkeit, Teile mit hoher mechanischer Festigkeit und Maßgenauigkeit herzustellen. Außerdem reduziert es Materialabfälle, da der größte Teil des Ausgangsmaterials zur Herstellung des Endteils verwendet wird. Diese Technik ist zudem sehr vielseitig: Sie findet zahlreiche Anwendungen und trägt zur Herstellung von Komponenten für Automobile, Flugzeuge, Beleuchtungssysteme, Heizsysteme, Haushaltsgeräte und vieles mehr bei.
Strangpressen von Aluminium: Warum es eines der meistverwendeten Metalle ist
Aluminium steht aufgrund seiner intrinsischen Eigenschaften – Leichtigkeit, Festigkeit, Langlebigkeit und gute Verarbeitbarkeit – sowie aufgrund der großen Vielfalt seiner Legierungszusammensetzungen im Mittelpunkt des Metallstrangpressens. Durch die Veränderung der Art der Aluminiumlegierung lassen sich unterschiedliche und spezifische mechanische Eigenschaften erzielen. Das macht stranggepresstes Aluminium ideal für verschiedenste Anwendungen.
Aluminiumlegierungen und ihre Verwendung
Die Legierungen der 1000er-Serie, die durch eine sehr hohe Reinheit gekennzeichnet sind und im Allgemeinen einen Aluminiumgehalt von über 99 % aufweisen, sind für ihre ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit sowie ihre gute elektrische und thermische Leitfähigkeit bekannt. Diese Eigenschaften machen sie ideal für Anwendungen im Elektronikbereich oder für den Einsatz in Industrieanlagen.
Die Legierungen der 6000er-Serie, wie Aluminium 6061 und 6063, werden aufgrund ihrer Kombination aus Festigkeit und Bearbeitbarkeit häufig für strukturelle Anwendungen eingesetzt. Sie finden Verwendung in Fahrzeugrahmen, Transportsystemen, der Luft- und Raumfahrtindustrie sowie in architektonischen Strukturen.
Strangpressverfahren für Aluminium
Beim Strangpressen von Aluminium ist die Verarbeitungstemperatur entscheidend und variiert je nach Legierung und Form des Bauteils. Eine präzise Kontrolle von Temperatur, Strangpressgeschwindigkeit und Druck ist wesentlich, um Fehler zu vermeiden und die gewünschte Qualität des stranggepressten Aluminiums zu erreichen.
Anwendungen von stranggepresstem Aluminium
Die Anwendungen von stranggepresstem Aluminium erstrecken sich über eine große Vielzahl von Branchen. Im Automobilbereich sind leichte und äußerst widerstandsfähige, aus Aluminium stranggepresste Rahmen entscheidend, um das Fahrzeuggewicht zu reduzieren und die Kraftstoffeffizienz zu verbessern. Im Luft- und Raumfahrtsektor wird stranggepresstes Aluminium zur Herstellung leichter, aber robuster Komponenten für Flugzeuge und Raketen eingesetzt. Darüber hinaus findet stranggepresstes Aluminium auch in Bereichen wie der Elektronik Anwendung, dank seiner ausgezeichneten Wärmeleitfähigkeit. Aufgrund seiner Leichtigkeit und Festigkeit ist es außerdem eine sehr gute Wahl für die Herstellung von Rahmen sowohl für Solarmodule als auch für Fahrräder.
Metalle beim Strangpressen schützen: ATP übernimmt das
ATP bietet eine Reihe von Borosilikatglas-Schmierstoffen zum Schutz von Stahl und Titan an und bietet außerdem Produkte auf Basis von Bornitrid für den Schutz von Aluminium beim direkten Strangpressen. Die ATP-Produkte bilden eine Schutzbarriere zwischen der Strangpressmatrize und dem Metall und verhindern, dass das Metall an der Matrize haften bleibt und diese beschädigt.
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