Uzun erişimli budayı dengenin alüminyum yapısı hafifliği ve dayanıklılığı nasıl denir?

Alüminyum yapının hafifliği ve dayanıklılığı arasındaki denge Uzun Erişim Çıldası malzeme bilimi, yapısal tasarım ve üretim süreçlerinin çok boyutlu optimizasyonu ile elde edilir. Alüminyum alaşımlarının temel avantajı düşük yoğunlukları ve yüksek spesifik mukavemetlerinde yatmaktadır. Saf alüminyumun yoğunluğu, çeliğin yaklaşık üçte biri olan sadece 2.7 g/cm³'dir, ancak alaşımlar (6061-T6 veya 7075 alüminyum alaşımları gibi) ekleyerek, gerilme mukavemeti, bazı düşük yağışların seviyesine kadar, 300 MPa'dan daha yakın hale getirilebilir. Örneğin, alüminyum-magnezyum alaşımları sadece ağırlığı azaltmakla kalmaz, aynı zamanda katı çözelti güçlendirme ve yağış sertleştirme süreçleri yoluyla korozyon direncini ve yorgunluk direncini de arttırır. Ek olarak, alüminyum alaşımlarının sünekliği, dövme veya ekstrüzyon kalıplama işlemleri yoluyla karmaşık kesitsel şekillere işlenmesine izin vererek mekanik özellikleri daha da optimize eder.
Bir I-kirişine benzer kesitsel tasarım, bükülme direncini artırmak için yanal atalet momentini arttırırken, malzemelerin yedek ağırlığını azaltır. Örneğin, belirli bir tür budama makasının alüminyum tüpü uzunlamasına basınca maruz kaldığında, "I" şekilli yapısı, lokal deformasyondan kaçınmak için stresi her iki taraftaki flanşlara eşit olarak dağıtabilir. Teleskopik çubuklar genellikle iç içe geçmiş bir çok bölümlü tasarımı benimser ve çubuk gövdesinin her bölümü, teleskopik işlem sırasında rotasyon veya ofsetin neden olduğu yapısal gevşemeyi önlemek için bir damgalama oluğu veya bir kılavuz ray sistemi ile hassas bir şekilde hizalanır. Bazı ürünler ayrıca düğümlerin mukavemetini arttırmak için eklemlere çelik tokalar veya yay pimleri yerleştirmiştir. Ana gövde alüminyum alaşımından yapılmış olsa da, yüksek frekanslı kesme kuvvetleri taşıyan bıçaklar, menteşeler ve diğer parçalar genellikle "sert ve yumuşak" hibrit yapı oluşturmak için perçinleme veya kaynak yoluyla alüminyum çubuk gövdesi ile birleştirilen yüksek karbonlu çelik veya SK5 takım çelikten yapılmıştır.
Alüminyum tüp, sıcak bir ekstrüzyon işlemi yoluyla bir ön taslak haline getirilir ve daha sonra iç gerilim konsantrasyon alanı, mikro çatlakların oluşumunu azaltmak için bir CNC makine aleti ile öğütülür. Anodizasyon, krom kaplama veya teflon kaplama gibi işlemler dahil. Örneğin, belirli bir teleskopik çubuk krom plakalı olduktan sonra, yüzey sertliği 800-1000 HV'ye ulaşabilir, aşınma direnci 3 kattan fazla arttırılır ve çevresel korozyonu önlemek için yoğun bir oksit filmi oluşur. Kulplar gibi yük getirmeyen parçalar için, kalıp döküm alüminyum alaşımı, mukavemet sağlarken karmaşık kavisli yüzey modellemesine ulaşabilir ve iç petek yapısı ile ağırlığı daha da azaltabilir.
Sonlu eleman analizi, budama sırasında kuvvet dağılımını simüle etmek ve çubuğun duvar kalınlığını optimize etmek için kullanılır. Örneğin, bir budama kesme çubuğunun duvar kalınlığı, saptaki 2,5 mm'den yavaş yavaş 1,2 mm'ye değişir, bu da sadece sondaki ağırlığı azaltmakla kalmaz, aynı zamanda kökün burulma direncini de sağlar. Alüminyum tutamağı, sadece kavrama sürtünmesini arttırmakla kalmayıp aynı zamanda uzun süreli kullanımdan kaynaklanan metal yorgunluk kırılmasını önlemek için elastik deformasyon yoluyla titreşimi emen bir kauçuk veya silikon anti-kayma tabakası ile kaplıdır. Nemli veya tozlu ortamlar için, bazı ürünler alüminyum alaşım yüzeyine hidrofobik kaplamalar püskürtür veya kumun işgalini önlemek ve mekanizmanın sıkışmasına neden olmak için tamamen kapalı yataklar kullanır.
Alüminyum yapının gerçek performansını sağlamak için, menteşelerin ve teleskopik mekanizmaların plastik deformasyon veya boşluk genişlemesi olup olmadığını tespit etmek için on binlerce açma ve kapanış eylemi simüle edilir. Numuneler, kaplama ve substratın korozyon direncini doğrulamak için bir tuz püskürtme odasına veya ultraviyole hızlandırılmış yaşlanma ekipmanına yerleştirilir. Kalıcı bükülme veya kırılma olmamasını sağlamak için çubuğa nominal kesme kuvvetini aşan statik bir yük uygulanır.