Die Verwendung von Aluminiumextrusion im Produktdesign und in der Herstellung hat in den letzten Jahrzehnten erheblich zugenommen.
Laut einem aktuellen Bericht von Technavio wird sich das Wachstum des globalen Aluminiumextrusionsmarktes zwischen 2019 und 2023 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von fast 4 % beschleunigen. Vielleicht haben Sie schon von diesem Herstellungsverfahren gehört und fragen sich, was es ist und wie es funktioniert.

Was ist Aluminiumextrusion?
Bei der Aluminiumextrusion handelt es sich um ein Verfahren, bei dem Aluminiumlegierungsmaterial durch eine Matrize mit einem bestimmten Querschnittsprofil gepresst wird.
Das Extrudieren von Aluminium kann mit dem Ausdrücken von Zahnpasta aus einer Tube verglichen werden. Ein kräftiger Stößel drückt das Aluminium durch die Matrize und es tritt aus der Matrizenöffnung aus. Dabei hat es die gleiche Form wie die Matrize und wird entlang eines Auslauftisches herausgezogen. Im Grunde ist der Prozess des Aluminiumextrudierens relativ einfach zu verstehen.
Oben sind die Zeichnungen zu sehen, die zum Erstellen der Matrizen verwendet wurden, und unten sind Renderings zu sehen, wie die fertigen Aluminiumprofile aussehen werden.

Die oben gezeigten Formen sind alle relativ einfach, aber der Extrusionsprozess ermöglicht auch die Erstellung wesentlich komplexerer Formen.

Wie viele Prozesse?
Schauen wir uns unten Aluminiumkunst an. Es ist nicht nur ein schönes Gemälde, sondern umfasst auch die vielen Schritte der Aluminiumextrusion (Formenbau – Aluminiumflüssigkeit – Aluminiumstange – Aluminiumextrusion – Oberflächenbehandlung).
1): Die Extrusionsdüse wird vorbereitet und zur Extrusionspresse bewegt
Zunächst wird eine runde Matrize aus H13-Stahl gefertigt. Oder, falls bereits eine vorhanden ist, wird sie aus einem Lager, wie dem hier abgebildeten, geholt.
Vor der Extrusion muss die Matrize auf 450–500 Grad Celsius vorgewärmt werden, um ihre Lebensdauer zu maximieren und einen gleichmäßigen Metallfluss sicherzustellen.
Nachdem die Matrize vorgewärmt wurde, kann sie in die Strangpresse eingesetzt werden.
2): Ein Aluminiumblock wird vor dem Extrudieren vorgewärmt
Als nächstes wird ein massiver, zylindrischer Block aus Aluminiumlegierung, ein sogenannter Knüppel, aus einem längeren Stamm aus Legierungsmaterial geschnitten.
Es wird in einem Ofen wie diesem auf 400–500 Grad Celsius vorgeheizt.
Dadurch wird es für den Extrusionsprozess formbar genug, aber nicht schmelzbar.
3) Der Block wird an die Strangpresse übergeben
Nachdem der Block vorgewärmt wurde, wird er mechanisch an die Strangpresse übergeben.
Bevor es in die Presse geladen wird, wird ein Schmiermittel (oder Trennmittel) darauf aufgetragen.
Das Trennmittel wird auch auf den Pressstempel aufgetragen, um ein Verkleben von Block und Stempel zu verhindern.
4) Der Stößel drückt das Knüppelmaterial in den Behälter
Nun wird der formbare Block in die Strangpresse geladen, wo der Hydraulikzylinder einen Druck von bis zu 15.000 Tonnen auf ihn ausübt.
Durch Druck des Stößels wird das Rohmaterial in den Behälter der Strangpresse gepresst. Das Material dehnt sich aus und füllt die Wände des Behälters aus.
5)Das extrudierte Material tritt durch die Düse aus
Während das Legierungsmaterial den Behälter füllt, wird es nun gegen die Extrusionsdüse gepresst.
Da ständig Druck auf das Aluminiummaterial ausgeübt wird, kann es nirgendwo anders hin, als durch die Öffnung(en) in der Matrize nach außen zu gelangen.
Es tritt in Form eines vollständig geformten Profils aus der Öffnung der Matrize aus.
6) Die Extrusionen werden entlang des Auslauftisches geführt und abgeschreckt
Nach dem Austreten wird das Profil von einem Abzieher, wie dem hier gezeigten, erfasst und mit einer Geschwindigkeit, die seinem Austritt aus der Presse entspricht, über den Auslauftisch geführt. Während es sich über den Auslauftisch bewegt, wird das Profil „abgeschreckt“ oder durch ein Wasserbad oder durch Ventilatoren über dem Tisch gleichmäßig gekühlt.
7)Extrusionen werden auf Tischlänge zugeschnitten
Sobald eine Extrusion ihre volle Tischlänge erreicht hat, wird sie mit einer Heißsäge abgeschert, um sie vom Extrusionsprozess zu trennen.
Bei jedem Schritt des Prozesses spielt die Temperatur eine wichtige Rolle.
Obwohl das Strangpressprofil nach dem Verlassen der Presse abgeschreckt wurde, ist es noch nicht vollständig abgekühlt.
8)Extrusionen werden auf Raumtemperatur abgekühlt
Nach dem Scheren werden tischlange Extrusionen mechanisch vom Auslauftisch auf einen Kühltisch, wie den hier gezeigten, übertragen. Die Profile bleiben dort, bis sie Raumtemperatur erreicht haben.
Sobald dies der Fall ist, müssen sie gedehnt werden.
Extrusionen werden auf Raumtemperatur abgekühlt
Nach dem Scheren werden tischlange Extrusionen mechanisch vom Auslauftisch auf einen Kühltisch wie den hier abgebildeten übertragen.
Dort verbleiben die Profile, bis sie Raumtemperatur erreicht haben.
Sobald dies der Fall ist, müssen sie gedehnt werden.
9)Extrusionen werden auf den Keilrahmen verschoben und in die richtige Ausrichtung gestreckt
In den Profilen ist eine gewisse natürliche Verdrehung aufgetreten, die korrigiert werden muss. Um dies zu korrigieren, werden sie auf eine Spannvorrichtung gelegt. Jedes Profil wird an beiden Enden mechanisch gegriffen und gezogen, bis es vollkommen gerade ist und den Spezifikationen entspricht.
10) Die Profile werden zur Fertigsäge transportiert und auf Länge geschnitten
Wenn die tischlangen Strangpressprofile nun gerade und vollständig kaltverfestigt sind, werden sie auf den Sägetisch übertragen.
Hier werden sie auf eine vorgegebene Länge gesägt, im Allgemeinen zwischen 2,4 und 6,4 Metern. An diesem Punkt entsprechen die Eigenschaften der Extrusionen der Härte.

Was passiert als Nächstes?
Oberflächenveredelung: Optik verbessern und Korrosionsschutz bieten
Die beiden Hauptgründe dafür sind, dass sie das Erscheinungsbild des Aluminiums verbessern und seine Korrosionsbeständigkeit verbessern können. Darüber hinaus gibt es noch weitere Vorteile.
Durch den Anodisierungsprozess beispielsweise wird die natürlich vorkommende Oxidschicht des Metalls dicker, wodurch seine Korrosionsbeständigkeit verbessert wird und das Metall auch verschleißfester wird, die Oberflächenemission verbessert wird und eine poröse Oberfläche entsteht, die verschiedene Farbstoffe aufnehmen kann.
Andere Veredelungsprozesse wie Lackieren, Pulverbeschichten, Sandstrahlen und Sublimation (zur Erzeugung einer Holzoptik) können ebenfalls durchgeführt werden.

Aluminiumextrusion ist ein Verfahren zur Herstellung von Teilen mit bestimmten Querschnittsprofilen, indem erhitztes Legierungsmaterial durch eine Matrize gepresst wird. Es handelt sich um ein wichtiges Herstellungsverfahren.