Aluminiumprofile per Präzisions-Strangpressen hergestellt Toleranzen minimiert - KEM

Aluminiumprofile per Präzisions-Strangpressen hergestellt

Toleranzen minimiert

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Präzisions-Strangpressen in Aluminium heißt sehr enge Maß- und Formtoleranzen sowie Fertigung schon in kleinen Mengen ab 10 kg. Da das Verfahren aber für viele Konstrukteure unbekanntes Terrain bedeutet, werden die Chancen großer Formfreiheit und die Möglichkeit, in der Entwurfsphase Funktionen in eine Form zu integrieren, oft noch nicht genutzt.

Der Autor Eric van Bokhoven ist Sales-Manager bei der Mifa Aluminium BV, NL-Venlo

Für viele Konstrukteure ist das „Phänomen“ Präzisions-Strangpressen in Alu recht unbekanntes Terrain. Sie wissen nicht, dass Strangpress-Produkte aus dem Material schon in Mengen ab 10 kg gefertigt werden können und dass das Verfahren sehr enge Maß- und Formtoleranzen bietet. Deshalb werden oft teurere Alternativen herangezogen und die Chancen großer Formfreiheit sowie die Möglichkeit, schon beim Entwurf Funktionen in eine Form zu integrieren, nicht genutzt.
Das Strangpressverfahren
Beim Strangpressen von Alu wird meist an Massenfertigung gedacht, bei der viel Material in Standardmaßen (DIN 1748*) durch große Pressen extrudiert wird. Zudem wird das Verfahren oft assoziiert mit Standard-Bauprofilen. Deshalb werden meist sehr früh Alternativen wie Drehen und Fräsen in Betracht gezogen. Mifa ist der Umkehrschluss dieser Denkweise.
Strangpressen findet bei Temperaturen von etwa 500 °C statt. Billet, Werkzeug und Presse werden stets auf Temperatur gehalten, da Alu dann knetbar ist. Das Profil läuft via Werkzeug auf den Auslauftisch. Da es noch unter Spannung steht und um die Formfestigkeit zu verbessern, wird es kurz – gerade über die Flüssigkeitsgrenze – gestreckt. Die Streckenden werden fein abgesägt – das Profil auf Länge ist fertig.
Die meisten Legierungen weisen dann noch nicht die erforderliche Festigkeit für die Anwendungen auf und müssen ausgehärtet werden. Überwiegend wird Präzipitationshärten oder Lösungsglühen, Abschrecken und Präzipitationshärten eingesetzt. Mit der Wärmebehandlung lässt sich noch Einfluss auf die mechanische Stärke bei gleicher Legierung ausüben.
Die Zusammensetzung einer Legierung bestimmt hauptsächlich die mechanischen Werte. Neben der 6000-Serie, der am meisten eingesetzten Legierung für Strangpressen, kann Mifa auch exotische Legierungen verarbeiten, zum Beispiel 2024 und 7075. Dabei handelt es sich um schwierig verformbare Legierungen, häufig eingesetzt im Bereich Aerospace und für militärische Apparaturen.
Massive, halbhohle und hohle Profile
Um in einem Profil einen Hohlraum zu kreieren ist (sind) Kern(e) notwendig, die an einem separaten Werkzeugteil „aufgehängt“ werden.
Ist ein massives Profil ohne Hohlraum gefragt, ist das Werkzeugteil an der rechten Seite notwendig, um das Profil zu fertigen. Massive und halbhohle Profile können somit aus einem Werkzeugteil gefertigt werden, da nur die Außenkontur geformt werden muss.
Oft vorhandenes Vorurteil beim Strangpressen sind die Werkzeugkosten. Dabei werden die Kosten für ein Strangpress- oft mit denen für ein Spritzguss-Werkzeug im Wert von einigen zig Tausend Euro verglichen.
Die Investition in ein Strangpress-werkzeug liegen bei Mifa zwischen 650 und 4 500 E. Der Preis ist abhängig von Volumen, Legierung, Toleranzen und Profilform.
Definition Präzisions-Strangpressprofil
Die Maßführung beim Strangpressen ist nach DIN 1748 (8) festgelegt. Diese allgemeine Norm liegt den meisten Werken für die Massenproduktion zu Grunde.
Schaut man nach realisierbaren Maß- und Fertigungstoleranzen bei der Legierung 6063, die am besten verformbare und am häufigsten eingesetzte Legierung, dann sind 50 % genauere Toleranzen machbar, als in genannter Norm beschrieben. Diese Daten sind in der neuen DIN 17516 (**) beschrieben, eine Norm die Mifa anwendet.
Mifa hat sich auf Strangpressen mit sehr großer Genauigkeit und engen Toleranzen spezialisiert. Das ist möglich durch Spezialrohmaterial, hochwertige Pressen, ausführliches R&D und langjährige Erfahrung in der Konstruktion der Strangpresswerkzeuge. Das Unternehmen ist in der Lage, 10 mal genauere Maßtoleranzen zu pressen und dreimal genauere Formtoleranzen als die DIN 17615, oder 20 mal genauere Maßtoleranzen als die „Ur“-DIN 1748 vorgibt.
Bedeutung geringer Toleranzen
Mifa presst Toleranzen ab ±0,2 mm und liefert Profile ab einer Auftragsmenge von 10 kg. In der Strangpresswelt ist das etwas Besonderes, da meist an Mengen von 1 000 kg und mehr gedacht wird. Zu den Aufträgen gehören aber auch Projekte mit einigen 10 t Material auf Jahresbasis.
Hohe Maßgenauigkeit und/oder kleine Mengen gemeinsam ist allgemein bei Konstrukteuren noch nicht sehr bekannt. Dabei können durch die gebotene große Formfreiheit viele Funktionen direkt in der Profilform festgelegt werden. Viele Formen sind machbar, die beispielsweise durch CNC-Bearbeitung nicht realisierbar sind. Weiterer Vorteil ist, dass sich ein Präzisions-Strangpressteil schneller fertigen lässt als ein Vollmaterialteil. Die CNC-Bearbeitung wird geringer, oft ist gar keine mehr notwendig. Auch lassen sich Passungsmaße direkt mitpressen.
Mifa liefert keine Standard-Lagerprofile. Die Profile sind meist nach technischer Abstimmung zusammen mit dem Kunden entwickelt und gefertigt. Die Produkte werden weltweit in High-tech-Anwendungen eingesetzt, beispielsweise in der Wehr-, Elektro-, Medizin-, Mess-, Regel- oder Radartechnik, für Semi-Conductor, in der Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie, der optischen und grafischen Industrie oder im Maschinenbau.
* DIN 1748 vergleichbar mit NEN-EN 755-9
** DIN 17615 vergleichbar mit NEN-EN 12020-2
Ausführliche Informationen
Präzisions-Strangpressprofile
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