Analyse approfondie et pratiques d'optimisation de la conception de matrices poreuses pour profilés en aluminium

01 Introduction
Avec le développement vigoureux de l'économie mondiale, les profilés en aluminium, en tant que matériau léger et à haute résistance, ont été largement utilisés dans divers domaines tels que la construction, le transport et l'électronique.

02 Contexte et défis de la conception de matrices poreuses pour profilés en aluminium
Dans le processus actuel de production de profilés en aluminium, l'utilisation de matrices poreuses est devenue un moyen important d'améliorer l'efficacité de la production. Selon les statistiques, leur utilisation dépasse 60 %. Cependant, la conception et la production de matrices poreuses ne sont pas une tâche aisée. Elles exigent des concepteurs de moules une grande précision dans divers aspects, tels que la disposition des trous divergents, le contrôle du débit et la résistance du moule. La qualité et la stabilité du moule sont particulièrement cruciales dans un environnement de production basse température et haute vitesse.

03 Étude de cas de conception

(1) Problèmes liés à l'ancien système conventionnel
Prenons l'exemple du modèle de produit 17-BGY4505A-Q22210. La conception traditionnelle présente des problèmes tels qu'une disposition asymétrique des trous divergents et des débits déséquilibrés, ce qui entraîne une pression élevée, des positions irrégulières du col de la matrice mâle, de larges zones mortes au niveau des ponts et des défauts tels que la déchirure et la torsion des échantillons de matériau après l'augmentation de la vitesse. Ces problèmes affectent non seulement la qualité du produit, mais augmentent également le nombre d'essais de moulage et les coûts de production.

(2) Tentative de schéma optimisé II
Pour résoudre ces problèmes, l'équipe de conception a proposé le schéma optimisé II, qui adopte une conception unidirectionnelle en « pont cruciforme ». Ce schéma présente des avantages tels qu'une faible pression et une vitesse d'extrusion élevée lors du procédé d'extrusion « basse température et haute vitesse ». Cependant, il présente également des défauts tels qu'une déformation élastique importante et une importante déviation des parois. En particulier, pour les profilés à sections en porte-à-faux sujettes à une déformation élastique importante, la résistance de la matrice mâle de ce schéma est insuffisante, ce qui entraîne une déformation élastique et des ombres aux positions en T. Par conséquent, la conception en « pont cruciforme » n'est pas recommandée pour ces profilés.

(3) Exploration plus approfondie du schéma optimisé III
Suite aux problèmes du schéma II, l'équipe de conception a apporté des améliorations supplémentaires et proposé le schéma optimisé III, qui consiste à remplacer quatre trous par cinq. Ce schéma vise à améliorer le problème des déformations élastiques importantes, mais les résultats des essais de moulage restaient insatisfaisants, avec des défauts tels que des surfaces irrégulières, des rétrécissements, des ombres aux positions en T et une importante déviation des parois. L'analyse a révélé que le schéma à cinq trous entraîne une pression élevée au centre de l'extrusion, un déséquilibre de la force exercée sur le noyau de la matrice et une faible résistance de la matrice mâle. Par conséquent, pour les profils sujets à de fortes déformations élastiques, le schéma à cinq trous est également déconseillé.

(4) Schéma IV optimisé de manière globale
Sur la base des deux premiers schémas, l'équipe de conception a proposé le schéma IV, optimisé en profondeur. Ce schéma apporte des améliorations sur plusieurs aspects : modification du positionnement et de la direction de décharge du profilé afin de réduire la déformation élastique pendant l'extrusion ; ajustement de l'épaisseur du moule supérieur afin d'optimiser la décompression du pont d'alimentation ; augmentation du nombre de trous divergents afin d'équilibrer la force exercée sur le noyau de la matrice ; ajustement de l'angle du pont et de la position du col de la matrice mâle afin d'augmenter la vitesse d'extrusion ; amélioration de la conception du blocage de la base afin d'améliorer la qualité de la surface décorative ; optimisation de la conception de la bande d'étanchéité et de la zone de travail afin de réduire les phénomènes de striction et de déchirure. Après vérification pratique, ce schéma a passé avec succès l'essai du moule et a permis une production stable, résolvant ainsi de nombreux problèmes antérieurs.

04 Résumé des stratégies de conception pour les filières poreuses en extrusion « basse température et haute vitesse »
Grâce à une analyse approfondie des quatre cas de conception ci-dessus, les conclusions suivantes peuvent être tirées :

1. La disposition des trous divergents et le contrôle du débit sont essentiels à la conception des matrices poreuses. Une disposition judicieuse des trous et un contrôle du débit garantissent un passage uniforme et stable de l'aluminium dans le moule, améliorant ainsi la qualité du produit et l'efficacité de la production.
2. La résistance et la stabilité du moule sont essentielles pour garantir une production « basse température et haute vitesse ». Lors de la conception, les contraintes et la déformation du moule doivent être pleinement prises en compte afin de garantir sa stabilité pendant l'extrusion.
3. Les détails déterminent le succès ou l'échec. Dans la conception de moules, chaque détail peut avoir un impact significatif sur la qualité du produit et les coûts de production. Par conséquent, les concepteurs doivent surveiller attentivement chaque détail du moule et optimiser continuellement le schéma de conception.

05 Conclusion
Cet article analyse en profondeur plusieurs cas de conception de matrices poreuses pour profilés en aluminium et résume les stratégies et méthodes d'optimisation de la conception. La pratique a démontré qu'en améliorant les schémas de conception, en renforçant la résistance et la stabilité des moules et en prêtant attention aux détails, il est possible d'améliorer considérablement l'efficacité de production et le taux de qualification des matrices poreuses, tout en réduisant les coûts de production.