Архитектурный алюминиевый профиль: продукция, разработка, рынок
Переработка алюминия на русском рынке в наиблежайшие годы будет расти стремительными темпами. Прессовочные производства должны показаться во почти всех регионах. Одно из более быстрорастущих направлений - алюминиевый профиль для светопрозрачных конструкций (либо архитектурный профиль).
Виды архитектурного алюминиевого профиля
Рынок алюминиевой продукции сформировывают последующие товарные группы:
первичный алюминий и сплавы высочайшей чистоты;
обычные литейные сплавы;
алюминиевый прокат (в т. ч. алюминиевая фольга);
экструдированные продукты.
Обширное применение алюминиевых сплавов в современном строительстве обусловлено таковыми их качествами, как:
высочайшая механическая крепкость при малой плотности, соответственно, высочайшая удельная крепкость, что дозволяет изготавливать крупногабаритные конструкции низкой металлоемкости;
стойкость к атмосферным действиям; долговечность; значимые, по сопоставлению с конкурирующими материалами, межремонтные сроки;
отменная обрабатываемость давлением и резанием, пластичность, что дозволяет изготавливать листы и профили, не требующие доборной отделки лицевой поверхности, также мультислойные и комбинированные конструкции;
высочайшая хладостойкость, расширенный, в сопоставлении с большинством остальных материалов, интервал температур эксплуатации;
возможность вторичной переработки с незначимыми энергозатратами и др.
К недочетам алюминиевых сплавов относят:
сравнимо маленький модуль упругости,
высочайший коэффициент линейного расширения,
относительную сложность выполнения соединений,
высшую теплопроводимость.
Номенклатура упрессованных (экструдированных) алюминиевых профилей довольно обширна и включает:
архитектурно-строительные системные профили,
профили для торгово-выставочного оборудования,
профили подконструкций вентилируемых фасадов,
карнизные и вспомогательные профили,
профили защитно-декоративные,
облицовочные и отделочные профиля,
профили общестроительного назначения,
профили для строительной опалубки,
профили для отопительных устройств,
профили электрокоробов,
профили для навесных потолков и т.д.
Крайние шесть-семь лет количество объектов, при строительстве которых используются алюминиевые системы и конструкции из алюминиевого профиля, постоянно растет. Широкому распространению алюминиевых систем и конструкций содействует их легкость, презентабельный внешний облик и относительная дешевизна.
Благодаря неповторимой долговечности алюминий является хорошим материалом для производства алюминиевых систем и конструкций окон и дверей.
Алюминиевые системы гарантируют исключительную водо- и ветронепроницаемость изделий. Не считая того, эти изделия являются высококомфортабельными и приспособлены к творческим способностям современной архитектуры.
Архитектурно-строительный алюминиевый профиль можно классифицировать по целевому назначению и по высококачественным показателям.
Классификация по целевому назначению:
1. Системы профилей для производства окон и дверей
“холодные” (без термомоста);
“теплые” (с термомостом).
2. Витражно -фасадные системы
классические (опорно-ригельную либо стоечно-ригельную).
Опорно-ригельную либо стоечно-ригельную фасадная система с огромным диапазоном декоративных крышек получила наибольшее распространение, как более всепригодная и обычная система. Состоит из вертикальных и горизонтальных частей, образующих основа фасада. Стеклопакеты инсталлируются снаружи и фиксируются прижимной планкой. После чего прижимные планки закрываются декоративными крышками с видимой шириной 50-80 мм.
Таковой фасад имеет вид стеклянной поверхности, разделенной четкими горизонтальными и вертикальными линиями декоративных крышек.
с полуструктурным остеклением
Полуструктурная фасадная система с тонкими прижимными профилями, обхватывающими стеклопакеты по периметру. За счет минимизации видимых снаружи алюминиевых частей, данная система имеет наиболее симпатичный внешний облик, при всем этом сохраняются все плюсы предшествующей системы.
со структурным остеклением
Конструктив каркаса таковой же, как и у прошлых систем, отличие заключается лишь в методе крепления стеклопакетов.
С помощью особых силиконов стеклопакеты вклеиваются в опорную раму, которая потом крепится к несущему каркасу. Для данной системы типично полное отсутствие видимых снаружи алюминиевых частей. Благодаря этому достигается эффект сплошной стеклянной стенки, придающий зданию уникальный современный вид. До недавнего времени существовал ряд качеств, препятствующих широкому распространению структурного остекления, а конкретно существование угрозы выпадения стеклопакета и недостаточные теплозащитные свойства. В реальный момент большая часть производителей алюминиевых профилей для светопрозрачных фасадных конструкций устранили перечисленные выше недочеты.
Фасадные системы употребляют при возведении фасадных подвесных стенок, куполов, светопрозрачных крыш, зимних садов и т.д.
3. Системы для остекления балконов и лоджий
раздвижные
Движение створок обеспечивают железные регулируемые колеса и особый направляющий профиль;
распашные
Распашные конструкции традиционно ставятся там, где раздвижную систему нельзя установить, к примеру, на балконах, где парапеты изгибаются под радиусом, изгиб которого повторяют несколько створок распашной системы. Для удобства эксплуатации возможны также композиции “раздвижной” и “распашной системы”: на прямых участках - “раздвижка”; на изгибах - “распашная”.
4. Системы для производства внутренних перегородок
стационарные
Стационарные перегородки агрессивно крепятся к несущим конструкциям строения (пол, потолок, стенки) и используются для оборудования кабинетов, торговых площадей, также личных интерьеров;
раздвижные
Раздвижные перегородки функционально выполняют роль сходу нескольких раздвижных дверей, поставленных в один ряд. При этом все створки подвижны, двигаются на навесных роликах. Направляющая для роликов устанавливается сверху и крепится к потолку, на просвет либо снутри проема, на полу направляющие могут как быть, так и отсутствовать.
Раздвижные перегородки можно устанавливать в центре помещений, где они выполняют сходу три функции: стенки, проема и раздвижной двери.
мобильные
Мобильные перегородки, допускающие скорое перемещение по площади, используются, обычно, в кабинетах и разрешают изменять конфигурацию рабочего места в связи с конфигурацией задач, решаемых персоналом.
Классификация по высококачественным показателям:
1. Прохладный алюминий
“Холодные” алюминиевые системы и конструкции используют там, где сохранения тепла не требуется. Это - внутренние окна, двери, перегородки, витражи.
2. Теплый алюминий
Отличительная изюминка: наличие термомоста.
Термомост - это профиль из полиуретана либо полиамида. Он вставляется меж 2-мя алюминиевыми профилями, которые составляют единую алюминиевую систему (к примеру, оконную алюминиевую систему).
Ширина термоизолирующей вставки колеблется от 18 до 100 мм, в зависимости от изготовителя и класса теплосбережения, к которому принадлежит профиль.
Профиль из полиамида употребляют не многие производители. К примеру, “New Tec Group” (Италия) в системах NT 60, NT 68 и NT Wood заместо профиля применяет две полиамидные планки. При маленький ширине (24 мм) закатанные в алюминий планки ведут себя в принципе так же, как профиль.
“Теплая” конструкция выходит многокамерной. Традиционно в ней 3 воздушные полости, но быть может и 5. Есть профили, в каких 7 камер (”SCHUCO”), - эти изделия предусмотрены для особо теплых конструкций и районов последнего севера. Возрастает число камер лишь за счет полиамидной части - прирастить их количество в алюминиевых частях технически нереально. Чем больше полостей в полиамиде, тем “теплее” профиль. Но, количество полостей обязано расти пропорционально увеличению ширины термовставки (ежели при ширине полиамидной вставки, к примеру, 25 мм устроить в ней 5 камер, “теплее” профиль не станет). Появляющиеся в полиамидном профиле доп стены не просто “разгораживают” камеры, но и являются ребрами жесткости.
“Теплые” алюминиевые системы и конструкции устанавливают там, где сохранение тепла нужно. Это - входные двери, внешние окна, балконы и пр.
Процесс производства архитектурного алюминиевого профиля
Процесс производства архитектурных алюминиевых профилей разделяется на две главные стадии.
1. Из чушкового первичного алюминия с добавлением легирующих компонентов (может быть также внедрение отходы алюминиевого производства) в плавильно-литейных агрегатах получают слитки (заготовки).
Процесс производства заготовок
2. Способом прессования заготовкам придают ту либо иную нужную форму.
Прессование алюминиевых архитектурных длинномеров делается на гидравлических прессах. Процесс заключается в выдавливании алюминия из замкнутой полости через отверстие в матрице, соответственное сечению прессуемого профиля.
Технологический процесс прессования включает операции:
нагрев заготовки;
подготовка заготовки к прессованию - рубка либо распиливание заготовки (при распиливании - наименьшее количество отходов);
конкретно процесс прессования;
закаливание.
Процесс производства алюминиевых профилей
Выделяют два способа прессования: прямой и обратный.
При прямом прессовании движение пуансона пресса и истечение алюминия через отверстие матрицы происходят в одном направлении.
Схема прессования прутка прямым (а) и обратным (б) способом
При прямом прессовании требуется прикладывать существенно большее усилие, потому что часть его затрачивается на преодоление трения при перемещении сплава заготовки снутри контейнера. Пресс-остаток составляет 18-20 % от массы заготовки (в неких вариантах - 30-40 %). Но процесс характеризуется наиболее высочайшим качеством поверхности, схема прессования наиболее обычная.
При обратном прессовании заготовку закладывают в глухой контейнер, и она при прессовании остается неподвижной, а истечение сплава из отверстия матрицы, которая крепится на конце полого пуансона, происходит в направлении, обратном движению пуансона с матрицей.
Обратное прессование просит наименьших усилий, пресс-остаток составляет 5-6%. Но наименьшая деформация приводит к тому, что упрессованный пруток сохраняет следы структуры литого сплава. Конструктивная схема наиболее непростая.
К главным преимуществам процесса прессования относятся:
возможность обработки металлов, которые из-за низкой пластичности иными способами обработать нереально;
возможность получения фактически хоть какого профиля поперечного сечения;
получение широкого сортамента изделий на одном и том же прессовом оборудовании с заменой лишь матрицы;
высочайшая производительность, до 2…3 м/мин.
Недочеты процесса прессования:
завышенный расход сплава на единицу изделия из-за утрат в виде пресс-остатка;
появление в неких вариантах заметной неравномерности механических параметров по длине и поперечному сечению изделия;
высочайшая цена и низкая стойкость прессового инструмента;
высочайшая энергоемкость.
Специфика прессования “теплого “профиля связана с тем, что он состоит из 3-х частей (две алюминиевые + термомост). Любая из частей делается раздельно, а потом уж они объединяются.
Готовые алюминиевые и полиамидные части соединяются по системе “паз - гребень” (пазы в алюминиевом профиле, гребни - в полиамидном). Потом эти соединения “закатываются” на особом оборудовании (алюминий “обжимает” полиамид).
Окрашивание алюминиевого профиля
1. Нанесение порошкового полимерного покрытия
Порошковое покрытие представляет собой слой полимерных порошков, которые поначалу напыляют на поверхность изделия, а потом подвергают полимеризации при определенной температуре в специальной печи (печи полимеризации).
Базисная разработка нанесения порошковой краски состоит из 3-х главных шагов:
1. Подготовка поверхности к покраске (включает удаление загрязнений и окислов, обезжиривание и фосфатирование для повышения адгезии и защиты изделия от коррозии).
2. Нанесение слоя порошковой краски на окрашиваемую поверхность в камере напыления.
3. Оплавление и полимеризация порошкового покрытия в печи полимеризации. Формирование пленки покрытия. Остывание и отвержение краски.
2. Декорирование алюминиевых профилей
Представляет собой порошковое полимерное покрытие, имитирующее фактуру дерева, мрамора и гранита.
Разработка сотворения полимерного порошкового покрытия, имитирующего фактуру дерева, мрамора и гранита, заключается в переносе рисунка вакуумным термопрессованием на предварительно сделанное полимерное порошковое покрытие.
Приобретенное декоративное покрытие владеет всеми преимуществами порошковых полимерных покрытий: прочностью, атмосферостойкостью, долговечностью, экологичностью.
3. Анодирование алюминиевых профилей
Перед анодированием деталь кропотливо зачищают и обезжиривают. Потом погружают в раствор электролита. “Плюс” источника тока присоединяют к детали, “минус” - к алюминиевой емкости с электролитом. Плотность тока обязана составлять около 15 мА/см2. Анодирование продолжается около 90 мин.
Традиционно анодированная поверхность имеет приятный сероватый, оливковый, золотистый, коричневый либо темный цвет (в зависимости от электролита) и незначимую шероховатость.
Таковая пленка является крепким и долговременным покрытием, но, к огорчению, не дает широкой палитры цветов, нужных для современного дизайна.
Основное достоинство анодирования с архитектурной точки зрения (строительства фасадов) - ремонтопригодность. Для придания поверхности первозданного вида опосля нескольких 10-ов лет эксплуатации довольно провести работы по легкой абразивной очистке от пыли и грязищи. Схожая реставрация окрашенной красками поверхности фактически невозможна.
Черта ситуации на рынке
В целом по Рф в структуре товарной продукции алюминиевых компаний около 80% составляет первичный алюминий. Основными препятствиями для роста выпуска продукции с наиболее высочайшей добавленной стоимостью являются необходимость бессчетных инвестиций сразу, недостаточно развитый внутренний рынок и маленький размер употребления продукции глубочайшей переработки, защищенность рынков развитых государств от ввоза алюминиевой продукции глубочайшей переработки.
Глубочайшая переработка алюминия намного наиболее затратная, чем создание первичного алюминия - значимые издержки на приобретение оборудования, на технологии, НИОКР, оплату труда, рекламную и сбытовую деятельности.
Но ситуация на русском рынке алюминия поменяется с момента вступления Рф в ВТО. Сейчас русский первичный алюминий может удачно конкурировать на мировом рынке за счет низкой стоимости электроэнергии и поболее низких издержек на оплату труда.
С вступлением Рф в ВТО данные причины уже не сумеют в полной мере обеспечивать конкурентоспособность алюминиевой индустрии. Не считая того, значимый рост платежей за загрязнение окружающей среды опосля вступления в ВТО приведет к тому, что с точки зрения экономической эффективности выпуск первичного сплава будет менее выгоден.
Решение задач экономического роста в этих критериях будет может быть лишь за счет развития глубочайшей переработки алюминия и поболее полном использовании причин внутреннего спроса.
Основное преимущество производства архитектурного алюминиевого профиля - высочайшая добавленная цена продукции - ежели цена тонны первичного алюминия на Английской Бирже Металлов в 2006 году составляла $ 2700, то цена тонны архитектурного алюминиевого профиля, реализуемого на рынке Рф, составляет около $ 6247 за тонну.
Признание русскими предприятиями глубочайшей переработки алюминия нужным видом деятельности, связывающим создание первичного алюминия с конечным потребителем, приводит к увеличению размеров и усилению позиций русских игроков на внутреннем рынке алюминиевых профильных систем. В период с 2005 года по 2006 год рост внутреннего производства составил около 36,1%, в то время как увеличение импорта алюминиевых профильных систем возросло менее чем на 0,4%.
Черта темпов прироста русского рынка архитектурного алюминиевого профиля в 2006 году (тоннажное выражение), %
Возможная емкость рынка
В Рф есть значимые резервы роста внутреннего употребления алюминиевых профильных систем - по сопоставлению с европейскими странами потребление архитектурного алюминиевого профиля на душу населения в Рф меньше практически в 5 раз.
Потребление алюминиевых профильных систем на душу населения в отдельных странах мира, кг./чел.
В период с 2005 года по 2006 год потребление алюминиевых профильных систем на душу населения в Рф возросло на 0,04 кг./чел.
Среднегодовой прирост употребления архитектурного алюминиевого профиля на душу населения на рынке Европы в период с 2002 года по 2004 год составлял около 0,15 кг./чел.
Основываясь на уровне употребления алюминиевых профильных систем на европейском рынке потенциал русского оценивается в 488,3 тыс.тонн.
Настоящая и возможная емкость русского рынка архитектурного алюминиевого профиля, тыс. тонн
Производственные мощности русских компаний по итогам 2006 года дозволяли выпускать около 203 тыс.тонн упрессованных профилей, что на 8,6 % больше чем в 2005 году.
Потенциал внутреннего производства упрессованных алюминиевых профилей в 2005-2007 гг., тыс. тонн