【原】結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師對(duì)于鋁的認(rèn)識(shí)三（鋁板材）

結(jié)構(gòu)彈設(shè)計(jì) 2022-05-14

展開全文

經(jīng)過前2篇對(duì)于鋁的簡單介紹，大概了解了鋁的牌號(hào)，鋁型材的成型方式，鋁有那些表面處理等?？赡苓€有很多細(xì)節(jié)工藝還沒有介紹到，這次通過鋁板材的認(rèn)識(shí)，將鋁件產(chǎn)品表面處理小細(xì)節(jié)補(bǔ)齊，比如激光鐳雕等。

上兩篇傳送門：

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師對(duì)于鋁的認(rèn)識(shí)一（材料與型號(hào)）

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師對(duì)于鋁的認(rèn)識(shí)二（型材類）

好了，廢話太多占內(nèi)存。

以下為正文：

板材類

（以鋁板材為案列）

國際上習(xí)慣把厚度在0.2mm以上,500mm以下,200mm寬度以上,長度16m以內(nèi)的鋁材料稱之為鋁板材或者鋁片材

一，鋁板材的分類通常按以下三種來分

按合金成分:

高純鋁板 (由含量99.9以上高純鋁軋制而成)
純鋁板 (成分基本由純鋁軋制而成)
合金鋁板 (由鋁及輔助合金組成,通常有鋁銅,鋁錳,鋁硅,鋁鎂,等系列)
復(fù)合鋁板或者釺焊板(通過多種材料復(fù)合的手段得到特殊用途鋁板材料)，
包鋁鋁板 (鋁板外邊包覆薄鋁板用于特殊用途)

按厚度分為:(單位mm)

薄板(aluminum sheet)0.15-2.0
常規(guī)板(aluminum sheet)2.0-6.0
中板(aluminum plate)6.0-25.0
厚板(aluminum plate) 25-200超厚板 200以上

按基材分：

【01】單層鋁板

單層鋁板，是指用純鋁或合金鋁材料通過壓力加工制成（剪切或鋸切）的獲得橫斷面為矩形，厚度均勻的矩形材料

單層鋁板性能：易削切，易成型，易拉伸,不宜腐蝕,防火性能卓越、超耐候性、彩色多樣、易保養(yǎng)等
單層鋁板來料面型：霧面，砂面，拉絲面，亮面，壓花等。說明一下此處：單層鋁板來料面型與之前歸納的《不銹鋼認(rèn)識(shí)》來料面型效果是一樣的，都是按照霧面發(fā)貨的。
單層鋁板用途：可應(yīng)用于電子產(chǎn)品外殼，家電產(chǎn)品外殼或者內(nèi)部導(dǎo)熱件等。

【02】高分子薄膜鋁板

覆膜鋁板，顧名思義就是在鋁板表面覆蓋一層高分子塑料薄膜，可做任何花紋與顏色，比如，拉絲，木紋，皮紋等。

以下為復(fù)膜板結(jié)構(gòu)圖

復(fù)合技術(shù)有2種

A，有粘合劑是復(fù)合技術(shù)是在薄膜或金屬板的一面或兩面涂布一層粘合劑，加熱烘烤去溶劑后與復(fù)合物加壓復(fù)合

B，無粘合劑復(fù)合技術(shù)是利用高分子薄膜在加熱產(chǎn)生的粘性與金屬板復(fù)合

薄膜鋁板性能：成型坡度有要求，不易拉伸,材料不宜腐蝕、超耐候性、彩色多樣、易保養(yǎng)等。
薄膜鋁板用途：可應(yīng)用于電子產(chǎn)品外殼，家電產(chǎn)品外殼等

【03】鋁塑復(fù)合板

是由經(jīng)過表面處理并用涂層烤漆的鋁板作為表面，聚乙烯，聚丙烯塑料混合作為芯層，經(jīng)過一系列工藝加工復(fù)合而成的新型材料。

以下是鋁塑復(fù)合板結(jié)構(gòu)圖

鋁塑復(fù)合板性能：超強(qiáng)剝離度、材質(zhì)輕易加工、防火性能卓越、耐沖擊性、超耐候性、彩色多樣、易保養(yǎng)
鋁塑復(fù)合板用途：可應(yīng)用于幕墻、內(nèi)外墻、門廳、飯店、商店、會(huì)議室等的裝飾外，還可用于舊建筑的改建，用作柜臺(tái)、家具的面層、車輛的內(nèi)外壁等。

【04】蜂窩鋁板

采用復(fù)合蜂窩結(jié)構(gòu)，由預(yù)成型的盒狀面板和背板與鋁合金蜂窩芯材熱壓復(fù)合成型。選用優(yōu)質(zhì)的3003H24合金鋁板5052AH14高錳合金鋁板為基材；面板厚度為0.5~1.5mm氟碳滾涂板，底板厚度為0.5~1.0mm；鋁蜂窩芯材采用六角形3003型芯材，鋁箔厚度0.04~0.06mm，邊長5~6mm

以下是蜂窩鋁板結(jié)構(gòu)圖

蜂窩鋁板特點(diǎn)

（1）比重輕、強(qiáng)度高、剛度大、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、抗風(fēng)壓性佳

（2）隔音、隔熱、防火、防震功能能突出

（3）面有驚人的平坦性，且色彩多樣化

（4）裝飾性強(qiáng)，安裝方便、快捷

蜂窩鋁板用途：建筑幕墻裝飾、天花吊頂、公共汽車、火車、地鐵及軌道交通車輛、商用運(yùn)輸車和貨柜車車體，船上建筑，廣告牌，室內(nèi)裝飾工程

二，鋁板材產(chǎn)品的成品生產(chǎn)流程（以鋁件外殼為案列）

鋁件外殼成品是經(jīng)過五金沖壓模具拉伸成型，表面預(yù)處理，上色，3個(gè)過程完成的

【01】五金沖壓

沖壓，是靠壓力機(jī)和模具對(duì)板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件（沖壓件）的成形加工方法。沖壓件與鑄件、鍛件相比，具有薄、勻、輕、強(qiáng)的特點(diǎn)。

沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。
沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無法實(shí)現(xiàn)。
沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。

注解：需要外觀拉伸很高的則選擇材料比較軟，可塑性高的牌號(hào)，如果需要承載一定外力，則選擇比較硬的牌號(hào)，具體參考《鋁材料認(rèn)識(shí)一》。

目前就簡單的介紹一下沖壓，后續(xù)再做一篇更詳細(xì)的五金沖壓流程，沖壓件對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求等

【02】表面預(yù)處理

這里跟之前寫的鋁型材的表面預(yù)處理一樣，除了噴砂與拉絲以外，還有以下幾種：

A,激光鐳雕 字符或者紋理

激光鐳雕機(jī)，是用激光束在各種不同的物質(zhì)表面打上永久的標(biāo)記。打標(biāo)的效應(yīng)是通過表層物質(zhì)的蒸發(fā)露出深層物質(zhì)，或者是通過光能導(dǎo)致表層物質(zhì)的化學(xué)物理變化而"刻"出痕跡，或者是通過光能燒掉部分物質(zhì)，顯出所需刻蝕的圖案、文字。

“熱加工”具有較高能量密度的激光束(它是集中的能量流)照射在被加工材料表面上，材料表面吸收激光能量，在照射區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生熱激發(fā)過程，從而使材料表面(或涂層)溫度上升，產(chǎn)生變態(tài)、熔融、燒蝕、蒸發(fā)等現(xiàn)象。

“冷加工”具有很高負(fù)荷能量的(紫外)光子，能夠打斷材料(特別是有機(jī)材料)或周圍介質(zhì)內(nèi)的化學(xué)鍵,至使材料發(fā)生非熱過程破壞。這種冷加工在激光標(biāo)記加工中具有特殊的意義，因?yàn)樗皇菬釤g,而是不產(chǎn)生"熱損傷"副作用的、打斷化學(xué)鍵的冷剝離,因而對(duì)被加工表面的里層和附近區(qū)域不產(chǎn)生加熱或熱變形等作用。例如，電子工業(yè)中使用準(zhǔn)分子激光器在基底材料上沉積化學(xué)物質(zhì)薄膜，在半導(dǎo)體基片上開出狹窄的槽

注解：激光鐳雕這個(gè)工藝已經(jīng)非常成熟，早前的功能手機(jī)上面的鍵盤字符很多都是鐳雕的，屬于冷加工，一般用在剝離涂層上。另外就是熱加工，比如蘋果手機(jī)的背面打的一圈制造標(biāo)識(shí)，或者五金U盤，手表上面打的LOGO等，一般用在耐高溫的金屬或者塑膠上。

那么在設(shè)計(jì)的時(shí)候可選擇在陽極氧化之前或者之后鐳雕都可以，主要看你需要的是什么效果，鐳雕紋理主要以CDR文件為準(zhǔn)。

B,CD紋效果

CD是英文Code Division的縮寫，中文意思是“光盤”，CD紋是應(yīng)用精密的CD紋機(jī)在金屬表面進(jìn)行高速移動(dòng)削切去除材料而得到的一種類似與CD光盤的效果，它的紋路間距是根據(jù)產(chǎn)品的外觀尺寸效果而定。

注解：CD紋表面處理效果也已經(jīng)很成熟的工藝了，那么在設(shè)計(jì)的時(shí)候需要注意紋理的間距與粗細(xì)，這個(gè)決定了最終的效果。另外就是選擇要在陽極氧化之前，還是之后，如果選擇高亮度，則選擇陽極氧化之后再做CD紋，或者直接只做CD紋不陽極氧化。

C,高光切削效果

什么是高光機(jī)？

高光機(jī)是根據(jù)其加工產(chǎn)品的特點(diǎn)而命名的，其外形類似雕刻機(jī)（或者是精雕機(jī)），主軸選用100000RPM的氣浮主軸，在加工產(chǎn)品時(shí)，達(dá)到鏡面效果，看不到刀紋。目前高光機(jī)的別名也比較多，例如倒邊機(jī)、亮邊機(jī)、倒角高光機(jī)等等，高光機(jī)對(duì)技術(shù)要求較高，配件的要求比普通的雕刻機(jī)的也要高很多。

如何加工高光效果？

采用高光機(jī)將鉆石刀加固在高速旋轉(zhuǎn)（一般轉(zhuǎn)速為20000轉(zhuǎn)/分）的高光機(jī)主軸上去切削零件，在產(chǎn)品表面產(chǎn)生局部的高亮區(qū)域，切削高光的亮度受銑削鉆頭速度的影響，鉆頭速度越快切削的高光越亮，反之則越暗并容易產(chǎn)生刀紋。

D,蝕刻效果

通常所指蝕刻也稱光化學(xué)蝕刻（photochemical etching），指通過曝光制版、顯影后，將要蝕刻區(qū)域的保護(hù)膜去除，在蝕刻時(shí)接觸化學(xué)溶液，達(dá)到溶解腐蝕的作用，形成凹凸或者鏤空成型的效果。

以下為工藝流程：

注解：這里只是單獨(dú)給出了金屬蝕刻流程，想詳細(xì)了解其他蝕刻流程，自己去網(wǎng)上搜。

01，金屬化學(xué)蝕刻

蝕刻液一般都是強(qiáng)酸或者強(qiáng)堿，盡可能使蝕刻反應(yīng)快速完成，一般蝕刻速度為0.04mm/分鐘,蝕刻速度越快，則蝕的速度就越小，所得到的產(chǎn)品精度越高。反之則慢。

02，金屬電解化學(xué)蝕刻

把產(chǎn)品先做陽極，在電解液中通電，產(chǎn)品上未被保護(hù)部位因?yàn)殛枠O而溶解，從而達(dá)到蝕刻的目的，電解化學(xué)蝕刻的速度一般友電流強(qiáng)度來控制。

03，產(chǎn)品蝕刻完成后再做陽極氧化，或者填墨，上色。

【03】上色

陽極氧化：擠壓好的鋁合金型材，其表面耐蝕性不強(qiáng)，須通過陽極氧化進(jìn)行表面處理以增加鋁材的抗蝕性、耐磨性及外表的美觀度。

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。