Perfis de alumínio: Introdução e processo de produção

Você já se perguntou por que os perfis de alumínio são a espinha dorsal da construção moderna? Este artigo se aprofunda em suas funções essenciais, explorando os materiais, os requisitos de desempenho e os intrincados processos de produção que os tornam indispensáveis. Descubra como a fundição, a extrusão e os tratamentos de superfície transformam o alumínio bruto em perfis versáteis e duráveis usados em edifícios e em vários setores. Prepare-se para obter insights sobre a engenharia precisa por trás desses componentes essenciais, aprimorando sua compreensão do impacto deles na arquitetura e na fabricação contemporâneas.

Processo de produção de perfis de alumínio

Índice

I. Requisitos de desempenho dos perfis de alumínio

A. Materiais de alumínio

1. As seguintes combinações de tipos de ligas e durezas podem ser usadas para fazer perfis de alumínio se atenderem aos requisitos de processamento de produção, tratamento de superfície e desempenho: 6063-T5, 6063-T6, 6105-T5, 6061-T6.

Requisitos de desempenho dos perfis de alumínio

Outras ligas da série 6xxx também podem ser enviadas para aprovação se atenderem aos requisitos técnicos.

A espessura do perfis de alumínio não deve ser inferior aos requisitos a seguir, com base nas necessidades de desempenho:

a. Perfis principais de alumínio: 3,0 mm.

b. Placas de cobertura e tiras decorativas não estruturais ao redor do vidro: 1,5 mm.

c. Todos os perfis de alumínio devem ser produtos de alta qualidade para construção, e seus erros de processamento permitidos devem atender à norma "GB/T 5237 - Regulations for Aluminum Alloy Building Profiles". O material deve atender aos requisitos da "GB/T 3190 - Composição química de alumínio deformado e perfis de alumínio para construção". Ligas de alumínio.

d. Todos os perfis de alumínio enviados devem ser acompanhados de desenhos de molde que mostrem que os requisitos de espessura do material foram atendidos, e esses desenhos devem ser arquivados.

2. As seguintes combinações de tipos de ligas e durezas podem ser usadas para fabricar chapas ou folhas de alumínio se atenderem aos requisitos de processamento, tratamento de superfíciee desempenho: 3003-H14, 5005-H14.

Outras ligas das séries 3xxx, 5xxx ou 6xxx também podem ser enviadas para aprovação se atenderem aos requisitos técnicos.

As placas devem atender aos requisitos da norma "GB/T 5237".

A espessura das placas não deve ser inferior aos seguintes requisitos, com base nas necessidades de desempenho:

a. Componentes formados por placas de alumínio: 3,0 mm.

b. A menos que especificamente exigido pelos desenhos arquitetônicos, a espessura da placa de alumínio é de 3 mm. Medidas de reforço devem ser tomadas conforme necessário para garantir que a planicidade externa da placa de alumínio não exceda 0,1% ou 1,5 mm (em um raio de 1,5 metros), o que for menor. A espessura de placas de alumínio usado para coberturas e tetos deve ser de 5 mm.

c. A espessura mínima da placa de cobertura deve ser de 3,0 mm.

B. Tratamento de superfície - Materiais de alumínio

A cor e o método de tratamento da superfície do material de alumínio devem ser consistentes com as amostras enviadas aprovadas dentro da faixa da cartela de cores padrão do fabricante do material de alumínio.

A cor e o tratamento do superfície de alumínio deve ser consistente com as amostras de apresentação aprovadas dentro da faixa da cartela de cores padrão do fabricante do alumínio.

1. A pulverização com fluorocarbono ou outras práticas equivalentes devem ser aprovadas pelo arquiteto.

2. Alumínio exposto ao ar livre

a. Todas as superfícies de alumínio visíveis ao ar livre devem ter um revestimento Duranar XL aplicado na fábrica, e a tinta de fluorocarbono usada deve ser baseada na resina de fluoropolímero Kynar 500 fornecida pela PPG ou por outros fornecedores de fórmula autorizados. O subcontratado da fachada deve apresentar prova de autorização por escrito ao proprietário e ao arquiteto para análise antes da pulverização, demonstrando que a fórmula da tinta e as operações de pulverização atendem aos requisitos.

b. O revestimento Duranar XL inclui três revestimentos e três cozimentos. A espessura média do filme seco do primer PPG é de 5 a 8 micrômetros. A espessura média da película seca da tinta colorida Duranar é de 25 micrômetros. A espessura média da película seca da tinta transparente XL Sun Storm é de 10 a 20 micrômetros. A espessura total da película seca deve ser de pelo menos 40 micrômetros.

c. As reentrâncias ou partes invisíveis, como cantos internos e ranhuras, também devem ser pulverizadas o máximo possível.

d. O alumínio geralmente tem um determinado comprimento antes do corte e do processamento. O subcontratado da fachada deve usar equipamentos de processamento adequados para garantir uma boa condição da borda de corte. Se a borda de corte for exposta ao ambiente externo, ela precisará ser tratada ou selada para evitar danos ao revestimento.

e. Tratamento de superfície

1) A1-Duranar XL (3 demãos) ou produto equivalente, prata claro, consistente com a amostra revisada pelo arquiteto.

2) A2-Duranar XL (3 demãos) ou produto equivalente, cinza escuro, consistente com a amostra analisada pelo arquiteto.

3) A3-Duranar XL (3 demãos) ou produto equivalente, cinza-azulado, consistente com a amostra revisada pelo arquiteto.

4) AR1 - Sistema de telhado com costura permanente, tratamento anodizado e em relevo. Consistente com a amostra revisada pelo arquiteto.

5) AR1P - Taxa de perfuração de 32%, diâmetro do furo de 3 mm, sistema de telhado com costura permanente, tratamento anodizado e em relevo. Consistente com a amostra revisada pelo arquiteto.

6) AR4-Duranar XL (3 demãos) ou produto equivalente, cor e textura consistentes com AR1.

3. Exposto em ambientes internos e externos Materiais de alumínio

a. A superfície do alumínio é tratada com tinta de fluorocarbono PPG em cozimento na fábrica.

b. A espessura da película seca deve ser de, no mínimo, 60 a 80 micrômetros.

c. As partes rebaixadas ou invisíveis, como cantos internos e ranhuras, também devem ser pulverizadas o máximo possível.

d. A operação de cozimento deve ser realizada por uma fábrica de cozimento autorizada pelo fabricante da fórmula, e a operação deve seguir rigorosamente os requisitos técnicos de limpeza, aplicação de primer, revestimento e controle de qualidade. O subcontratado da parede cortina externa deve apresentar um comprovante de autorização por escrito ao proprietário e ao arquiteto para análise antes da pulverização, comprovando que a fórmula da tinta e a operação de pulverização atendem aos requisitos.

e. Tratamento de superfície

1) A4-Duranar (2 demãos) ou produto equivalente, cinza escuro, consistente com a amostra analisada pelo arquiteto.

2) A5-Duranar (2 demãos) ou produto equivalente, prata claro, consistente com a amostra analisada pelo arquiteto.

4. O cozimento da superfície deve atender, no mínimo, aos requisitos da "AAMA 2605" - Especificação voluntária, requisitos de desempenho e procedimentos de teste para revestimentos orgânicos de alto desempenho em extrusões e painéis de alumínio.

5. O cozimento da superfície deve atender, no mínimo, aos requisitos da "AAMA 2603" - Especificação voluntária, requisitos de desempenho e procedimentos de teste para revestimentos orgânicos pigmentados em extrusões e painéis de alumínio.

6. O cozimento da superfície deve atender, no mínimo, aos requisitos da "AAMA 2604" - Especificação voluntária, requisitos de desempenho e procedimentos de teste para revestimentos orgânicos pigmentados de alto desempenho em extrusões e painéis de alumínio.

7. A diferença de cor dos componentes adjacentes tratados com o mesmo método de tratamento de superfície sob luz solar normal deve ser imperceptível a olho nu. O subcontratado da parede cortina externa deve enviar amostras que reflitam a faixa máxima de diferença de cor para análise do proprietário, do arquiteto e do consultor de projeto.

8. O subcontratado da parede cortina externa deve estabelecer e apresentar um sistema completo de controle de qualidade para garantir a conformidade com os requisitos técnicos. O sistema de controle de qualidade deve incluir procedimentos registrados, etapas, testes, etc. O subcontratado da parede cortina externa deve manter registros completos de inspeções, testes e procedimentos, e esses registros devem ser apresentados regularmente ao proprietário, ao arquiteto e ao consultor de projeto. O tratamento da superfície não deve ser realizado até que esse sistema de controle de qualidade seja revisado e aprovado pelo proprietário e pelo arquiteto.

9. Materiais que não tenham sido testados e ensaiados de acordo com os padrões, ou cuja diferença de cor exceda a faixa de diferença de cor padrão, ou materiais rejeitados pelo proprietário ou arquiteto, não devem ser enviados para análise.

10. O retoque de materiais de alumínio no local deve ser autorizado por escrito pelo proprietário. O retoque no local só pode usar o método de "secagem natural ao ar", como segue:

a. Os materiais e procedimentos para retoques no local devem seguir rigorosamente as instruções escritas do fabricante.

b. Os materiais danificados identificados pelo proprietário ou arquiteto devem ser substituídos.

c. O subcontratado da parede cortina externa deve testar todo o processo de retoque na amostra e enviá-la ao proprietário e ao arquiteto para análise. O retoque no local não deve ser realizado até que a amostra seja aprovada pelo proprietário e pelo arquiteto.

II. Processo de produção de perfis de alumínio

Processo de produção de perfis de alumínio

O processo de produção de perfis de alumínio inclui principalmente três estágios: fundição, extrusão e coloração (a coloração neste projeto envolve principalmente anodização e pulverização de fluorocarbono).

1. A fundição é a primeira etapa da produção de alumínio.

O processo inclui:

(1) Mistura de ingredientes:

Com base no grau de liga específico a ser produzido, a quantidade de cada componente da liga é calculada e as matérias-primas são razoavelmente combinadas.

(2) Fusão:

As matérias-primas preparadas são derretidas em um forno de acordo com os requisitos do processo. As impurezas e os gases na fusão são efetivamente removidos por meio de desgaseificação e refino de escória.

(3) Fundição:

O alumínio derretido é resfriado e fundido em barras de fundição redondas de várias especificações sob determinadas condições de fundição por meio de um sistema de fundição de poço profundo.

2. A extrusão é o meio de moldar perfis.

O processo envolve o projeto e a fabricação de moldes de acordo com o desenho da seção transversal do produto de perfil. As hastes de fundição redondas aquecidas são então extrudadas do molde usando uma máquina de extrusão.

A liga 6063 comumente usada passa por um resfriamento processo de resfriamento e subsequente envelhecimento artificial para completar o fortalecimento do tratamento térmico.

Diferentes graus de ligas de reforço tratáveis termicamente têm diferentes regimes de tratamento térmico.

3. Coloração

Anodização: Os perfis de liga de alumínio extrudado têm baixa resistência à corrosão da superfície e exigem anodização para o tratamento da superfície a fim de aumentar a resistência à corrosão, a resistência ao desgaste e a estética do material. O processo principal inclui:

(1) Pré-tratamento da superfície:

A superfície do perfil é limpa por meio de métodos químicos ou físicos para revelar uma base pura, facilitando a aquisição de uma película de oxidação artificial completa e densa. Uma superfície espelhada ou fosca (semi-fosca) também pode ser obtida por meios mecânicos.

(2) Anodização:

O perfil com superfície tratada é submetido à anodização sob determinadas condições de processo, formando uma camada de filme de AL2O3 densa, porosa e de forte adsorção.

(3) Vedação:

Os poros do filme de oxidação poroso gerado após a anodização são selados, aumentando a resistência à poluição, à corrosão e ao desgaste do filme de oxidação. O filme de oxidação é incolor e transparente.

A forte adsorção do filme antes da vedação pode atrair e depositar alguns sais metálicos nos poros, permitindo que a superfície do perfil exiba muitas cores além do branco-prateado natural, como preto, bronze, ouro, aço inoxidável etc.

4. Pulverização de fluorocarbono

Processo de pulverização: primer em spray → acabamento → verniz → cozimento (180-250 ℃) → inspeção de qualidade.

O processo de pulverização multicamadas geralmente inclui três pulverizações (também conhecido como tri-coating), incluindo primer, topcoat e verniz, e um processo de duas camadas (primer e topcoat).

1. O objetivo do pré-tratamento:

Antes da pulverização em perfis e chapas de liga de alumínio, a superfície da peça de trabalho precisa passar por desengorduramento, descontaminação e tratamento químico para formar uma película de cromato, melhorando a adesão do revestimento à superfície do metal e sua capacidade antioxidante, o que é benéfico para prolongar a vida útil da película de tinta.

2. Revestimento de primer:

Como uma camada de primer que sela o substrato, sua função é aumentar a antipermeabilidade do revestimento, fortalecer a proteção do substrato, estabilizar a camada da superfície metálica, fortalecer a adesão entre o acabamento e a superfície metálica e garantir a uniformidade da cor do acabamento. A espessura da camada é geralmente de 5 a 10 mícrons.

3. Camada de acabamento:

A camada de topcoat é a camada crucial no processo de revestimento por spray. Ela fornece a cor decorativa exigida pelo alumínio, garantindo que o exterior atenda às especificações do projeto.

Além disso, protege a superfície metálica das condições atmosféricas externas, da chuva ácida e da poluição. Ela também evita a penetração de raios ultravioleta, aumentando significativamente seus recursos antienvelhecimento. A camada de topcoat é a camada mais espessa no processo de revestimento por pulverização, com uma espessura típica de 23 a 30 micrômetros.

4. Camada de revestimento transparente:

A camada de verniz, também conhecida como camada de brilho, aumenta principalmente a resistência da tinta à erosão externa. Ela preserva a camada de acabamento, intensifica o brilho metálico das cores da tinta e torna a aparência mais vibrante e atraente.

A espessura do revestimento é normalmente de 5 a 10 micrômetros. A espessura total das três camadas de spray geralmente é de 40 a 60 micrômetros, que pode ser aumentada de acordo com requisitos especiais.

5. Processo de cura:

As três camadas de spray geralmente requerem cura secundária, na qual o alumínio entra em um forno de cura. A temperatura de cura normalmente varia de 180°C a 250°C, e o tempo de cura é de 15 a 25 minutos.

Diferentes fabricantes de tinta de fluorocarbono fornecerão temperaturas e tempos ideais com base em suas tintas específicas. Algumas fábricas de spray de clorofluorcarbono (também conhecidas como fábricas de óleo de fundição) modificam as duas etapas de cura do processo de três sprays para uma, com base em sua experiência.

6. Inspeção de qualidade:

A inspeção de qualidade deve ser realizada de acordo com a norma AAMA-605.02.90. Somente controles de qualidade rigorosos podem garantir produtos de pulverização de alta qualidade.

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Shane
Autor

Shane

Fundador do MachineMFG

Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.

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