Что такое алюминиевые профили?
Вообще, специалисты в своем кругу подразделяют профили на стандартные и нестандартные. Стандартные — это проволока, пруток, швеллер, трубка, уголок... Нестандартные — профили фигурного сечения. Из нестандартных-то (по-другому их еще называют чертежными, системными, конструкционными) и собирают окна, двери и прочие ограждающие строительные конструкции.
Конкуренцию алюминиевой "столярке” составляют изделия из дерева и металлопластика. Особенно это ощущается в секторах окон и дверей. (Кстати, встречаются и комбинации, например, окна с алюминиевой наружной частью и деревянной внутренней.) А при изготовлении фасадов и витражей в конкурентную борьбу включаются и стальные конструкции.
Для производства алюминиевых профилей используют алюминиевый сплав AlMgSi 0,5 (в других источниках алюминиевый сплав 6060, АД 31), в соответствии с DIN 1725. После прессования профиль проходит обязательную термообработку.
Аббревиатура AlMgSi 0,5 означает, что в состав сплава, помимо алюминия, входит, так называемая, конструкционная добавка Mg (магния) и Si (кремния) по 0,5% каждого.
Мощности по производству алюминия на территории Украины сегодня контролируются иностранными компаниями: Запорожский алюминиевый комбинат выкуплен РусАлом, так же, как и Николаевский глиноземный комбинат. Все без исключения украинские производители профиля работают на импортном сырье: российском сплаве АД31 и европейских 6060 и 6360. Сплав АД31, отвечающий требованиям российских ГОСТов, широко используется на постсоветском пространстве. Однако стандарты ЕС не допускают его использования в производстве архитектурных профилей из-за большого количества примесей, главным образом – железа.
Продукцию украинских заводов, выпускающих алюминиевые профили, можно разделить на три группы:
Оконно-дверные профили.
Фасадные профили.
Профили, не используемые в светопрозрачных конструкциях, в т.ч. общестроительные (уголки, швеллеры и др.), мебельные профили, профили для судо-, авиастроения, для рекламной промышленности и т.д.
Термомост - это профиль из полиуретана или полиамида. Он вставляется между двумя алюминиевыми профилями, которые составляют единую систему (например, оконную).
"Холодные" конструкции применяют там, где сохранения тепла не требуется. Это - внутренние окна, двери, перегородки, витражи. "Теплые" конструкции, наоборот, устанавливают там, где сохранение тепла необходимо. Это - входные двери, наружные окна, балконы и пр.
Фасадно-купольные конструкции подразделяют на классические (опорно-ригельную или стоечно-ригельную), со структурным остеклением и с полуструктурным остеклением. Фасадные системы используют при возведении фасадных навесных стен, куполов, светопрозрачных крыш, зимних садов etc.
Фасад - передняя сторона здания, сооружения.
Стеклопакет - строительное изделие из двух или более листов стекла, соединенных по периметру металлической рамкой (обоймой). Замкнутые полости между стеклами заполняют осушенным воздухом. Применяют для остекления зданий.
Профиль (франц. profil, от итал. profilo - очертание) - вид лица или предмета сбоку.
Из алюминиевых профилей определенных видов составляют системные профили, которые используют при изготовлении окон, дверей и пр.
Рольганг - роликовый конвейер.
Импост (от итал. imposta) - архитектурное. Завершение столба, колонны или торца стены, служащее опорой для арки (из Словаря иностранных слов). В нашем случае производители окон и дверей определяют импост как профиль, который делит окно на несколько частей. Импост "оконщики" также называют Т-профилем.
Ригель (от нем. riegel) - элемент строительной конструкции, расположенный преимущественно горизонтально: в каркасных зданиях - соединяет колонны, в рамах - стойки, в фермах - стропила на середине их высоты и т. д.
Поступивший для производства алюминиевый профиль выгружается из кузова автомашины с помощью кран-балки и укладывается на стеллажи в складском помещении. Склад оснащен специальными тумбами со ступенями для снятия небольшого количества хлыстов профилей с верхних стелажей вручную.
Со склада профиль вручную подносят к радиальной пиле, и складывают на приемные направляющие, откуда они без труда подаются на распил. Пила представляет собой станину высотой 600мм и длиной 5000мм., на которой стоят 2 «пильные головки» , одна из которых подвижная.
Профиль укладывается на столы головок и зажимается пневмоприжимом, после чего одновременно двумя руками оператором нажимаются две пусковые кнопки включения электродвигателей. Дисковые пилы плавно выезжают из головок станка и распиливают (при вращении 2800 об. в мин.) профиль под установленным градусом распила. Пильные головки оборудованы пылеуловителями алюминиевой стружки и имеют подключение гибкими шлангами к вытяжной станочной системе, расположенной за пределами цеха. На улице шланги вытяжки пыли и стружек подключены к террикону-пылесборнику, вычищаемуся по мере заполнения террикона. Все мелкие обрезки профилей собираются и утилизируются.
После распила заготовки будущих конструкций сортируются и перевозятся на специальной тележке к месту сборки, к месту фрезеровки пазов и отверстий, к месту вырубки отверстий и технологических пазов.
Фрезеровка пазов и отверстий происходит на «копировальном» станке; здесь профиль устанавливается по нужным отметкам длины, зажимается пневмозажимом, и с помощью рычага с выключателем оператор двигает вращающуюся фрезу по профилю, которая повторяет контур шаблона, описывая его изнутри. Если необходимо сделать дополнительные отверстия, операция повторяется – профиль освобождают из захвата пневматики и повернув или передвинув его, зажимают другой стороной или другим концом. Копировальный станок также оборудован пылеуловителем стружки и подключен к общей системе вытяжки. После окончания фрезерования заготовки перевозят на место сборки всей конструкции.
Вырубка технологических пазов и отверстий происходит на небольшом пневматическом прессе, который имеет подвижную часть, закрытую стальной сеткой. Заготовка вставляется одним из концов в стальную матрицу, а ногой оператор нажимает педаль, лежащую на полу; пресс вырубает паз и при отпускании педали возвращается в исходное положение, профиль вытаскивается и вставляется следующий. Прорубленные заготовки перевозятся к месту сборки. Вырубленные части алюминия по направляющим лоткам соскальзывают в приёмный ящик за станком и впоследствии сдаются в утиль.
В то время, как происходит обработка заготовок, стекольный цех подготавливает стекло для вставки в конструкции. Из контейнера листовое стекло кладётся на стол и режется по размерам, вычисленным по формулам раскроя. Раскрой ведётся с помощью линеек с присосками, а стекло кладётся и снимается со стола ручными присосками оператором. Все неликвидные остатки складываются в стальной ящик и измельчаются, и впоследствии утилизируется. Готовое для установки стекло подвозится на тележке к месту сборки, откуда его берут сборщики.
Сборка конструкций производится на козлах или стендах, специально оборудованных полками для инструмента, крепежа и аксессуаров. Здесь же сверлятся, если необходимо, электроинструментом все технологические отверстия. Затем на конструкции регулируются все запоры, и упаковывается полиэтиленовой плёнкой и плотной бумагой. После упаковки готовое изделие маркируется, комплектуется дополнительными материалами, крепёжными элементами, и перемещается на площадку готовых конструкций.
По сравнению со сталью алюминий является мягким пластичным материалом. Плотность его составляет р = 2700 кг/м3, а модуль упругости Е = 71 ООО Па, что почти в три раза меньше плотности и модуля упругости стали. Алюминий очень пластичен - удлинение при разрыве достигает 40-50%, но прочность его весьма низка (предел прочности ов составляет порядка 60-70 МПа). Алюминий имеет очень высокую, даже по сравнению с другими металлами, теплопроводность. Его коэффициент теплопроводности составляет X = 220 Вт/м °С, что почти в 4 раза превышает коэффициент теплопроводности стали. Чистый алюминий быстро покрывается очень прочной окисной пленкой, препятствующей дальнейшему развитию коррозии.
Вследствие низкой прочности технически чистый алюминий в строительных конструкциях применяется крайне редко. Для повышения прочности в него вводят легирующие добавки - магний, марганец, медь, кремний цинк и некоторые другие элементы. Алюминиевые многокомпонентные сплавы имеют в 2-5 раз большую прочность по сравнению с чистым алюминием, однако их относительное удлинение при этом в 2-3 раза ниже.
Для производства оконных профилей используются сплавы на основе системы Al-Mg-Si, которые по своему химическому составу относятся к деформируемым алюминиевым сплавам, упрочняемым термической обработкой. Так, практически все зарубежные производители используют сплав AlMgSi 0.5F22 (сплав N 6060 в соответствии с «Международным регистром сплавов и химических композиций для алюминиевых сплавов», издаваемым Вашингтонской Ассоциацией Алюминия), арос-сийские производители используют сплав АД-31. Прочностные характеристики указанных сплавов принципиально не отличаются между собой и приведены в таблице:
Для подготовки к последующей окраске поверхность профилей подвергают электролитической очистке - анодированию. В дальнейшем на профиль при помощи порошкового напыления в термокамере наносится окраска в любой из цветов по каталогу RAL.
Мощности по производству алюминия на территории Украины сегодня контролируются иностранными компаниями: Запорожский алюминиевый комбинат выкуплен РусАлом, так же, как и Николаевский глиноземный комбинат. Все без исключения украинские производители профиля работают на импортном сырье: российском сплаве АД31 и европейских 6060 и 6360. Сплав АД31, отвечающий требованиям российских ГОСТов, широко используется на постсоветском пространстве. Однако стандарты ЕС не допускают его использования в производстве архитектурных профилей из-за большого количества примесей, главным образом – железа.
Продукцию украинских заводов, выпускающих алюминиевые профили, можно разделить на три группы:
Оконно-дверные профили.
Фасадные профили.
Профили, не используемые в светопрозрачных конструкциях, в т.ч. общестроительные (уголки, швеллеры и др.), мебельные профили, профили для судо-, авиастроения, для рекламной промышленности и т.д.
Конструкции из алюминиевого профиля
Что такое конструкция из алюминиевого профиля и стекла? Это готовое изделие (окно, дверь, балкон, витрина, фасад, купол и пр.), состоящее из системного профиля с термомостом (без термомоста), стеклопакета и фурнитуры. Алюминиевые конструкции специалисты подразделяют на оконно-дверные и фасадно-купольные. Оконно-дверные конструкции (проще - окна и двери) могут быть "холодными" (без термомоста) и "теплыми" (с термомостом)...Термомост - это профиль из полиуретана или полиамида. Он вставляется между двумя алюминиевыми профилями, которые составляют единую систему (например, оконную).
"Холодные" конструкции применяют там, где сохранения тепла не требуется. Это - внутренние окна, двери, перегородки, витражи. "Теплые" конструкции, наоборот, устанавливают там, где сохранение тепла необходимо. Это - входные двери, наружные окна, балконы и пр.
Фасадно-купольные конструкции подразделяют на классические (опорно-ригельную или стоечно-ригельную), со структурным остеклением и с полуструктурным остеклением. Фасадные системы используют при возведении фасадных навесных стен, куполов, светопрозрачных крыш, зимних садов etc.
Термины
Фасад - передняя сторона здания, сооружения.
Стеклопакет - строительное изделие из двух или более листов стекла, соединенных по периметру металлической рамкой (обоймой). Замкнутые полости между стеклами заполняют осушенным воздухом. Применяют для остекления зданий.
Профиль (франц. profil, от итал. profilo - очертание) - вид лица или предмета сбоку.
Из алюминиевых профилей определенных видов составляют системные профили, которые используют при изготовлении окон, дверей и пр.
Рольганг - роликовый конвейер.
Импост (от итал. imposta) - архитектурное. Завершение столба, колонны или торца стены, служащее опорой для арки (из Словаря иностранных слов). В нашем случае производители окон и дверей определяют импост как профиль, который делит окно на несколько частей. Импост "оконщики" также называют Т-профилем.
Ригель (от нем. riegel) - элемент строительной конструкции, расположенный преимущественно горизонтально: в каркасных зданиях - соединяет колонны, в рамах - стойки, в фермах - стропила на середине их высоты и т. д.
Технологический процесс сборки алюминиевых конструкций
Поступивший для производства алюминиевый профиль выгружается из кузова автомашины с помощью кран-балки и укладывается на стеллажи в складском помещении. Склад оснащен специальными тумбами со ступенями для снятия небольшого количества хлыстов профилей с верхних стелажей вручную.
Со склада профиль вручную подносят к радиальной пиле, и складывают на приемные направляющие, откуда они без труда подаются на распил. Пила представляет собой станину высотой 600мм и длиной 5000мм., на которой стоят 2 «пильные головки» , одна из которых подвижная.
Профиль укладывается на столы головок и зажимается пневмоприжимом, после чего одновременно двумя руками оператором нажимаются две пусковые кнопки включения электродвигателей. Дисковые пилы плавно выезжают из головок станка и распиливают (при вращении 2800 об. в мин.) профиль под установленным градусом распила. Пильные головки оборудованы пылеуловителями алюминиевой стружки и имеют подключение гибкими шлангами к вытяжной станочной системе, расположенной за пределами цеха. На улице шланги вытяжки пыли и стружек подключены к террикону-пылесборнику, вычищаемуся по мере заполнения террикона. Все мелкие обрезки профилей собираются и утилизируются.
После распила заготовки будущих конструкций сортируются и перевозятся на специальной тележке к месту сборки, к месту фрезеровки пазов и отверстий, к месту вырубки отверстий и технологических пазов.
Фрезеровка пазов и отверстий происходит на «копировальном» станке; здесь профиль устанавливается по нужным отметкам длины, зажимается пневмозажимом, и с помощью рычага с выключателем оператор двигает вращающуюся фрезу по профилю, которая повторяет контур шаблона, описывая его изнутри. Если необходимо сделать дополнительные отверстия, операция повторяется – профиль освобождают из захвата пневматики и повернув или передвинув его, зажимают другой стороной или другим концом. Копировальный станок также оборудован пылеуловителем стружки и подключен к общей системе вытяжки. После окончания фрезерования заготовки перевозят на место сборки всей конструкции.
Вырубка технологических пазов и отверстий происходит на небольшом пневматическом прессе, который имеет подвижную часть, закрытую стальной сеткой. Заготовка вставляется одним из концов в стальную матрицу, а ногой оператор нажимает педаль, лежащую на полу; пресс вырубает паз и при отпускании педали возвращается в исходное положение, профиль вытаскивается и вставляется следующий. Прорубленные заготовки перевозятся к месту сборки. Вырубленные части алюминия по направляющим лоткам соскальзывают в приёмный ящик за станком и впоследствии сдаются в утиль.
В то время, как происходит обработка заготовок, стекольный цех подготавливает стекло для вставки в конструкции. Из контейнера листовое стекло кладётся на стол и режется по размерам, вычисленным по формулам раскроя. Раскрой ведётся с помощью линеек с присосками, а стекло кладётся и снимается со стола ручными присосками оператором. Все неликвидные остатки складываются в стальной ящик и измельчаются, и впоследствии утилизируется. Готовое для установки стекло подвозится на тележке к месту сборки, откуда его берут сборщики.
Сборка конструкций производится на козлах или стендах, специально оборудованных полками для инструмента, крепежа и аксессуаров. Здесь же сверлятся, если необходимо, электроинструментом все технологические отверстия. Затем на конструкции регулируются все запоры, и упаковывается полиэтиленовой плёнкой и плотной бумагой. После упаковки готовое изделие маркируется, комплектуется дополнительными материалами, крепёжными элементами, и перемещается на площадку готовых конструкций.
Алюминиевые сплавы, как материал для производства оконных профилей
По сравнению со сталью алюминий является мягким пластичным материалом. Плотность его составляет р = 2700 кг/м3, а модуль упругости Е = 71 ООО Па, что почти в три раза меньше плотности и модуля упругости стали. Алюминий очень пластичен - удлинение при разрыве достигает 40-50%, но прочность его весьма низка (предел прочности ов составляет порядка 60-70 МПа). Алюминий имеет очень высокую, даже по сравнению с другими металлами, теплопроводность. Его коэффициент теплопроводности составляет X = 220 Вт/м °С, что почти в 4 раза превышает коэффициент теплопроводности стали. Чистый алюминий быстро покрывается очень прочной окисной пленкой, препятствующей дальнейшему развитию коррозии.
Вследствие низкой прочности технически чистый алюминий в строительных конструкциях применяется крайне редко. Для повышения прочности в него вводят легирующие добавки - магний, марганец, медь, кремний цинк и некоторые другие элементы. Алюминиевые многокомпонентные сплавы имеют в 2-5 раз большую прочность по сравнению с чистым алюминием, однако их относительное удлинение при этом в 2-3 раза ниже.
Для производства оконных профилей используются сплавы на основе системы Al-Mg-Si, которые по своему химическому составу относятся к деформируемым алюминиевым сплавам, упрочняемым термической обработкой. Так, практически все зарубежные производители используют сплав AlMgSi 0.5F22 (сплав N 6060 в соответствии с «Международным регистром сплавов и химических композиций для алюминиевых сплавов», издаваемым Вашингтонской Ассоциацией Алюминия), арос-сийские производители используют сплав АД-31. Прочностные характеристики указанных сплавов принципиально не отличаются между собой и приведены в таблице:
Прочностные характеристики алюминиевых сплавов
| Характеристика | единица измерения | AlMgSi 0.5F22 | АД-31 |
| Объемный вес | кг/м3 | 2700 | 2700 |
| Модуль упругости | мПа | 710000 | 71000 |
| Предел прочности | мПа | 220 | 160 |
| Относительное удлинение | % | 10 | 8 |
| Коэффициент температурного расширения | 1/°С | 20х 10" |
Оконные профили из алюминиевых сплавов получают методом прессования - путем механического продавливания заготовки, нагретой до определенной температуры, через матрицу с заданным сечением. В современной терминологии, употребляемой зарубежными производителями, по аналогии с ПВХ применяется такое понятие как «экструзия». Поскольку алюминиевые сплавы, используемые для производства оконных профилей, очень пластичны, метод прессования (экструзии) позволяет получать профили сложного сечения, конструкция которых будет рассмотрена ниже.
Для подготовки к последующей окраске поверхность профилей подвергают электролитической очистке - анодированию. В дальнейшем на профиль при помощи порошкового напыления в термокамере наносится окраска в любой из цветов по каталогу RAL.
