上一篇傳送門：結構設計師對于鋁的認識一（材料與型號）
好了，不廢話了，直接上正文：
鋁型材
鋁型材，是由擠壓成型為各式各樣的中空管材，家里鋁合金窗戶是最有代表性的，由于結構強度好，表面處理美觀，常常也用在電子產品領域。
那么鋁型材成品是如何成型加工出來的？
鋁型材是鋁棒通過熱熔、擠壓、從而得到不同截面形狀的鋁管材料。成型過程主要包括熔鑄，擠壓，切割，CNC洗切，表面預處理，上色，5個過程
以下是鋁型材成品生產流程
【一】熔鑄
熔鑄是鋁材生產的首道工序
主要過程為：
配料：根據需要生產的具體合金牌號，計算出各種合金成分的添加量，合理搭配各種原材料。
熔煉：將配好的原材料按工藝要求加入熔煉爐內熔化，并通過除氣、除渣精煉手段將熔體內的雜渣、氣體有效除去。
鑄造：熔煉好的鋁液在一定的鑄造工藝條件下，通過深井鑄造系統(tǒng)，冷卻鑄造成各種規(guī)格的圓鑄棒。
注解：此流程主要是鑄造出圓鑄棒，有了圓鑄棒才能做擠壓工序，并不是用金屬液體直接擠壓出鋁型材
【二】擠壓成型
擠壓成型是對放在模具型腔（或者擠壓筒）內經過高溫的金屬胚料施加強大的壓力，迫使金屬胚料產生向塑性變形，從擠壓模的?？字袛D出，從而獲得所需斷面形狀，尺寸并具有一定力學性能的零件或半成品的塑性加工方法。
擠壓是型材成形的手段。先根據型材產品斷面設計（拉伸型材的橫切面）、再制造出擠壓模具，利用擠壓機將加熱好的圓鑄棒（或者卷料圓鑄棒）從模具中擠出成形。在擠壓時還用一個風冷淬火過程及其后的人工時效過程，以完成熱鋁型材的熱處理強化。
以下為擠壓模具生產示意圖
以下為擠壓模具圖
以下為產品成型橫切面
產品結構設計橫切面2D平面圖
注解：此流程主要擠壓出中空鋁管材，切割后總長6M左右，得到管材后，會根據你的產品尺寸長度再進行切割，此處需要注意結構設計時管材的壁厚，如果產品是回字形(上圖A尺寸)最薄壁厚不能低于0.8mm，如果是ㄇ字形體或者開口形體，(上圖B尺寸)最薄壁厚不能低于1.0mm，而上圖B尺寸位置的T型處的壁厚最薄可以做到0.6mm，否則產品擠壓成型后變形。常規(guī)安全設計壁厚在1.2mm以上。
【三】切割
將擠壓好的鋁型材中空管材，進行切割。切割完成后得到產品外形形態(tài)，最后會根據結構設計局部特殊要求進行CNC洗切，獲得最終產品結構設計全部形態(tài)。
切割方式有以下幾種
1，手動切割機
手動切割機機頭可左右轉向，可以切割45度角，切割精度較差，適合鋁門窗行業(yè)及精度要求不高的鋁材切割工作。
2，半自動切割機
A,半自動氣油轉換高速鋁材切割機,采用鑲鎢鋼圓鋸片切割,主軸轉速3200轉/分,采用氣油轉換作為機器進刀壓料動力,隱藏式鋸片，鋸片由下住上切割,自動壓料與切割,機器自動噴油霧潤滑,切割材料斷面光潔無毛刺,精度高,可單支與多支切割,操作簡單安全。
B,半自動油壓型鋁材切割機，機器構造粗糙，機器采用油壓做為進刀動力，鋸片做平行進刀動作，切割材料斷面精度差，切割材料尺寸大，適合鋁材粗加工切割下料。
3，全自動鋁材切割機
適合小件鋁材,切割量大,精度有要求的切割工作，小件鋁材可成束切割,一次可切斷多支,效率極高,機器具有送料、夾鉗、定位等功能，由PLC控制實現(xiàn)自動化切割工作，采用鎢鋼圓鋸片切割，鋸片轉速每分鐘3200轉，切割材料斷面光潔無毛刺。適合各類鋁產品制造切割精度要求.如散熱片鋁材,U盤MP3鋁件外殼,鋁管,鋁棒,鋁合金類材料切割鋸料
注解：在切割外形形態(tài)的時候，需要注意自己是需要高精度的，還是底精度的，如果要求高，則用高精度切割機床或CNC全自動切割機，否則產品切割面會很粗糙，且有鋁屑。
【四】CNC洗切
有特殊結構部位，則需要CNC(數(shù)控機床）單獨進去洗切，比如外觀面鉆孔，或者外觀面有沉臺，特殊部位需要高精度配合等。
為什么要選擇用CNC來做高精度洗切？
CNC數(shù)控機床與普通機床相比有如下特點：
加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質量；
可進行多坐標的聯(lián)動，能加工形狀復雜的零件；
加工零件改變時，一般只需要更改數(shù)控程序，可節(jié)省生產準備時間；
機床本身的精度高、剛性大，可選擇有利的加工用量，生產率高（一般為普通機床的3~5倍）；
機床自動化程度高，可以減輕勞動強度；
批量化生產，產品質量容易控制；
【五】表面預處理
用化學或物理的方法對型材表面進行清洗，裸露出純凈的基體，以利于獲得完整、致密的人工氧化膜。還可以通過機械手段拋光鏡面或噴砂或拉絲成亞面效果
以下為拋光機拋光亮面效果
以下為人工噴砂操作圖
注解：噴砂面鋁型材它的表面如錦緞一樣細膩柔和，很受市場的青睞，但必須克服表面砂粒不均勻，并能看到模紋的不足，砂號越密，則擠壓成型要求越高。
【六】上色
多色調表面處理鋁型材：有銀白色，茶色,不銹鋼色、香檳色、金黃色、鈦金色、紅色系列（酒紅色、棗紅色、黑色、紫色）等。這些型材都必須經化學或機械拋光之后再氧化，效果才佳。
---《01.陽極氧化》---
擠壓好的鋁合金型材，其表面耐蝕性不強，須通過陽極氧化進行表面處理以增加鋁材的抗蝕性、耐磨性及外表的美觀度。。(所以別再問，能不能不氧化直接做外觀件)
產品完整過程為：
基材→裝掛→脫脂→堿蝕→中和→陽極氧化→電解著色→封孔→烘干→卸料包裝→入庫
單色、漸變色：
拋光/噴砂/拉絲→除油→陽極氧化→中和→染色→封孔→烘干
雙色：
①拋光/噴砂/拉絲→除油→遮蔽→陽極氧化1→陽極氧化2→封孔→烘干
②拋光/噴砂/拉絲→除油→陽極氧化1 →鐳雕→陽極氧化2 →封孔→烘干
下面為陽極氧化過程：
陽極氧化經表面預處理的型材，在一定的工藝條件下，基體表面發(fā)生陽極氧化，生成一層致密、多孔、強吸附力的AL203膜層。
氧化膜生成圖如下
染色前處理圖如下
染色原理圖如下
封孔：將陽極氧化后生成的多孔氧化膜的膜孔孔隙封閉，使氧化膜防污染、抗蝕和耐磨性能增強。氧化膜是無色透明的，在膜孔內吸附沉積一些金屬鹽，可使型材外表顯現(xiàn)本色（銀白色）以外的許多顏色，如：黑色、古銅色、金黃色及不銹鋼色等。
封孔原理圖如下
---《02.電泳涂漆》---
電泳涂漆型材表面光澤柔和，能抵抗水泥、砂漿酸雨的侵蝕
下圖為電泳流程圖
鋁型材電泳涂裝法的優(yōu)點
1.易實現(xiàn)自動化生產。由于鋁型材的電泳涂裝在水性電泳槽中進行，與陽極氧化、電解著色工藝類似，處理時間短，容易實現(xiàn)整個工藝的流水線作業(yè)。
2.涂膜均勻致密。由于鋁型材的電泳涂料的高泳透力，可使復雜形狀的型材亦獲得均勻的涂膜，同時通過調整電量可控制膜厚。
3.涂料的利用率高。由于粘度低，工件帶出較少，而且電泳工件可用水洗，回收裝置的利用使電泳涂裝的涂料利用率高達95%以上。
4.安全性和環(huán)保性。由于電泳涂料的水稀釋，固體份低，溶劑含量少是環(huán)保型涂料，且免除了火災的危險，工人健康也有保障。
5.涂膜質量好。丙烯酸樹脂用氨基樹脂固化，保證了涂膜的高裝飾及高耐腐蝕性，同時由于樹脂高度透明，有效地突出了鋁型材的金屬質感，根據需要還可得到亞光、沙面、珠光等裝飾效果。
6.和通常的電解著色封孔工藝相比，具有省時，節(jié)省人力的特點，電泳涂膜無需封孔，避免了由于封孔不好帶來的裂紋等毛病。
7.可自由控制涂膜的厚度，國內外通?？刂?μm和12μm兩檔。
8.由于電泳層透明光亮，因此要求鋁鑄錠質量高，擠壓材表面平滑，機械缺陷少，對氧化著色工藝要求管理嚴格，因為任何微小的缺陷和沾污都會在透明漆下暴露無遺。
9.對電泳工藝管理要求高，以提高鋁型材的成品率。
---《03.粉末靜電噴涂》---
粉末靜電噴涂型材的特點是抗腐蝕性能優(yōu)良，耐酸堿鹽霧大大優(yōu)于氧化著色型材。
等離子體增強電化學表面陶瓷化鋁型材：該類型材是當今世界最先進的處理技術技術。此型材產品質量優(yōu)良，但成本較高。它具有20多種色調，其最大特點是可根據需要象印花布一樣套色，型材表面色彩繽紛，裝飾效果極佳
靜電噴涂工藝流程有哪些工序？
（1）表面預處理，主要是鉻化(鋁材），潾化（鐵材等)，噴砂等方法。
（2）保護（也稱蔽覆），工件上若某些部位不要求有涂層，在預熱前可采用保護膠等掩蓋起來，以避免噴上涂料。
（3）預熱，一般可不需預熱。如果要求涂層較厚的（150-300膜厚的），可將工件預熱至180～200℃，這樣可以增加涂層厚度。
（4）噴涂，在高壓靜電場下，將噴粉槍接負極，工件接地（正極）構成回路，粉末借助壓縮空氣由噴槍噴出即帶有負電荷，按異性相吸原理噴涂到工件上。
（5）固化，噴涂后的工件，送入180～200℃的烘房內加熱，保留15-20分鐘的恒溫時間，以便使粉末完全固化。
（6）清理。涂層固化后，取下保護物，修平毛刺。
（7）檢驗。檢查工件涂層，凡有漏噴、碰傷、針氣泡等缺陷的，都應返工重噴
（8）缺陷處理。對被檢出的有漏噴、針孔、碰傷、氣泡等缺陷的工件，進行返修或重噴。
---《04.鍍鈦與鍍鈦金工藝》---
鋁型材鍍鈦金工藝，屬于鍍膜技術，它是在常規(guī)鍍鈦工藝基礎上增加預鍍和電鍍工藝步驟，預鍍工藝是將活化后的鍍件置于食鹽和鹽酸的水溶液中進行化學處理；
電鍍工藝的鍍液成分包括硫酸鎳、氯化鎳、硼酸、十二烷基硫酸鈉、糖精、光亮劑，本工藝具有簡單、實用、效果佳等優(yōu)點，本工藝制得的鈦金鋁型材其膜層硬度HV≈1500、同等條件下比鍍22K金耐磨150倍，可加工成各種形態(tài)的金色、彩色，黑色等光亮的多種系列鋁型材產品
以下為鍍鈦工藝流程圖
鋁型材鍍鈦金工藝，包括選材、拋光、化學除油、清水沖洗、活化、真空鍍鈦工藝步驟，其特征在于它還包括：
a、預鍍工藝，該工藝是將活化后并經清水沖洗的鈦金鋁型材置于由食鹽、鹽酸和水組成的液體中進行化學處理，處理溫度為常溫，處理時間至液體發(fā)生激烈化學反應為止；
b、電鍍工藝，該工藝中鍍液成份包括硫酸鎳、氯化鎳、硼酸、十二烷基硫酸鈉、糖精、光亮劑，工藝條件：電流3-4A/dm陰極移動、5-7A/dm空氣攪拌，鍍液溫度50-60℃，PH值3．9-4．2，電鍍時間15分鐘。
---《05.木紋熱轉印》---
真空木紋覆膜技術，是在金屬產品靜電噴涂做好后，通過熱轉印的方法將木紋轉印到工件表面。不易褪色，木紋逼真，提高產品擋次。
以下為生產工藝流程：
一、生產前的準備
生產前必須檢查上道工序的料是否合格，當合格時就做好備料工作。
二、貼紙
1、按型材的長度多5cm，截面的周長多1～2cm，進行裁紙。
2、把紙貼在型材上，不能有皺紋，破裂等現(xiàn)象。
三、套膠袋
1、先把膠袋的長度按制品長度+1㎝剪斷。
2、用膠袋套在貼好紙的型材上。
3、膠袋不能有穿孔，若有必須補好
四、上料
1、把膠袋兩端套在真空的閥門上，找開閥門，緩慢抽真空；
2、把膠袋整理好，再把真空閥門全部打開。
3、開啟爐門入料。
五、烘烤
1、溫度：165℃～200℃，時間：8～16分鐘（不含升時間）
2、在工件的烘烤過程中，注意觀察溫度的變化情況，使爐溫保持穩(wěn)定。
3、定期檢測爐溫，了解爐溫的變化情況，以便設置最佳爐溫，從而更好的進行工件烘烤處理。
六、拆膠袋
把烘烤后型材的上的膠袋抽脫，并整理好以備用。
七、拆紙
把烘烤后型材上的木紋紙拆掉。
八、質量檢查
對拆紙完畢的工件表面質量、顏色、外觀等進行檢查，將存在有質量缺陷的工件挑出，放在待檢區(qū)域內。
九、包裝
經檢驗合格的制品按合同或計劃進行包裝，不得混色。
【鋁型材的用途】
1.建筑鋁型材（分為門窗和幕墻二種）
2.散熱器鋁型材。（高溫散熱電器，或高溫電子元器件上用）
3.一般工業(yè)鋁型材：主要用于工業(yè)生產制造用的，如自動化機械設備、封罩的骨架以及各公司根據自己的機械設備要求定制開模，比如流水線輸送帶、提升機、點膠機、檢測設備、貨架等等，電子機械行業(yè)和無塵室用得居多。
4、軌道車輛結構鋁合金型材：主要用于軌道車輛車體制造。
5、裝裱鋁型材，制作成鋁合金畫框，裝裱各種展覽、裝飾畫。
6，外觀鋁型材，主要用家電或通訊行業(yè)，如移動硬盤，移動電源，電視機，顯示器，等用做內部結構與外觀裝飾上，雙向兩用。
【結語】
1，用鋁型材做產品外觀以及內部結構，需要在結構設計出圖的時候標注好注意點，方便廠商在加工的時候重點管控
2，以上幾種上色方案，鍍鈦與電泳工藝最貴，其次是木紋熱轉印，陽極氧化，最后是噴涂。具體價格以廠商報價為準。
3， 鋁型材做截面設計的時候需要注意壁厚，太薄強度差，太厚價格高
4，噴砂與拉絲的粗細砂號，可參考之前分享的不銹鋼的認識里砂號一樣。
5，鋁型材還可以做折彎與無縫折彎，可用作外觀裝飾。比如用作電視機，顯示器，書柜等裝飾邊框。
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