پروفیل نمونه ای از مصالح فلزی است که در صنعت ساختمان سازی استفاده میشود و در قسمت های مختلف به خوبی می‌توان از آن استفاده کرد. اما در موارد گفته شده غیر از پروفیل از تسمه آهنی و میلگرد و تسمه فابریک هم استفاده میشود.
معنی لغوی پروفیل (ثابت بودن مقطعی در طولی مشخص) است. اما در زبان لاتین پروفیل به تجهیزاتی میگویند که در ساخت درب, پنجره, لوله و نمای ساختمان ها استفاده میشود. برای مثال از پروفیل ها برای ساخت قاب های پنجره استفاده میشود.
تاریخچه تولید پروفیل ها
مقطع های توخالی به دلیل ویژگی های چشمگیری که دارند از گذشته تاکنون شناخته و مورد استفاده قرار گرفته اند. به عنوان نمونه پل قوسی ای که در اسکاتلند وجود دارد در سال ۱۸۹۰ میلادی ساخته شده است. طول این پل ۵۲۱ متر است.
این پل توسط ورق های رول مانندی که به هم پرچ شده و روشی برای تولید مقطع ها در آن قرن بود ساخته شده است. این روش تولید را برادران مانسمن ایجاد کردند. برادران مانسمن کارخانه ای را راه اندازی کردند محصولات این کارخانه مقاطع توخالی بود که حالتی دایره ای شکل داشتند. آنها رول های این ورق ها را به حالت اوریب سوراخ می کردند و باعث ساخت مقاطع می شدند.
در ابتدای قرن گذشته مردی انگلیسی باعث پیشرفت مقاطع فولادی شد. با وجود اینکه تولیدات مقاطع فولادی تو خالی دایره ای شکل, بسیار مورد استفاده قرار می گرفت ولی با جوشکاری این مقاطع بعد از جنگ جهانی دوم به وسیله مردی امریکایی به اسم فرتز جهشی چشمگیر در صنعت جوشکاری شکل گرفت.
ورق هایی که برای تولید محصولات مورد استفاده قرار می گرفت بدون هیچ درزی و به راحتی به هم جوش میخورد و بدین صورت مقاطع تو خالی ساخته می شد.
انواع پروفیل
به طور کلی پروفیل ها به دو نوع پروفیل باز و پروفیل بسته تقسیم میشوند:
پروفیل باز
پروفیل های باز در اندازه های متعددی تولید میشوند و از آنها به عنوان مصالح مصرفی برای ساخت تسمه آهنی, تیرآهن, میلگرد, نبشی, ناودانی , هاش, تسمه نوردی و همچنین چهارپهلو استفاده میشوند.
پروفیل های باز هم یک نوع دیگر دارند که به آن (پروفیل های باز با سطح Z) گفته میشوند و در ساخت سازه های بزرگ مورد استفاده قرار می گیرند. از کارایی های پروفیل های باز با سطح Z می‌توانیم به ساخت سقف سالن‌های بزرگ مثل سوله‌ها, سالن ورزشی, انبار و پارکینگ عمومی اشاره کنیم.
پروفیل بسته
نوعی دیگر پروفیل ها یعنی پروفیل بسته در تولید لوله, قوطی, پروفیل درب و پنجره, پروفیل پی وی سی و پروفیل های کرکره برقی کارایی دارد.
پروفیل چگونه تولید میشود؟
کار کارخانه های لوله و پروفیل, در واقع تبدیل کردن ورق‌های فولادی به روش نوردی سرد به محصول نهایی با شکل‌ها و ابعاد دلخواه میباشد. پروفیل‌هایی که از نوع باز یا بسته هستند بعد از گذراندن پروسه ای مشخص تولید میگردند.
این پروسه شامل مراحل مختلفی می شود که در ادامه به آنها می پردازیم:
اولین مرحله: تولید مواد خام (مواد اولیه)
این روزها کارخانه های بسیاری مواد اولیه پروفیل ها را تولید میکنند. این مواد گاهی از طریق فولاد مبارکه و بخش دیگری از کشورهای واقع در آسیای میانه مانند برزیل, اروپا و اروپای شرقی تهیه میشوند.
ورق هایی که برای تولید پروفیل استفاده میشوند ترکیبات شیمیایی خاصی دارند که از خواص مکانیکی مناسب برخوردار هستند تا هنگام تولید برای سازنده ها و در آخر برای مصرف کننده ها مشکلی ایجاد نکنند.
ورق فولادی پس از وارد شدن به کارخانه های توزیع, با توجه به اندازه و مصرف در قسمتهای مختلف انبار میشوند تا وارد مرحله تولید شوند.
دومین مرحله: برش کلاف به شکل نوار
کلاف هایی که خریداری شده اند در دستگاه برش به نوارهای به عرض مشخص, بریده میشوند.
برخی از دستگاه های مورد استفاده در این کارخانه ها تمام اتوماتیک و برخی دیگر نیمه اتوماتیک میباشند.
دستگاه های برش دارای قسمتهای مختلفی هستند از جمله؛
- ذخیره کلاف ها
- میزهای حمل کنند
- ضربه گیره
- کلاف گیرها
- سیستم های بازکننده
- طوقه‌کلاف
- سیستم های کنترل کننده کناره برای بهتر تنظیم کردن
- صاف کنندهای ورق
- گیوتین ها
- قرقره هدایت ورق
- غلتک تغذیه ورق
- قسمت های اصلی برش
- غلتک جداکننده
- نوار بریده شده
- نگه‌دارنده های نوار و نوار های جمع کن
بعد از قرار گرفتن کلاف ها روی کلاف‌گیرها که دارای حرکت گردشی میباشند, کلاف‌گیر ها می‌چرخند و بعد از باز شدن, طوق سر ورق زیر غلتک صاف کننده هدایت میگردد که باعث تخت شدن ورق ها میشود.
با گیوتین سر ورق بریده میشوند که برای جوشکاری در قسمتهای بعد ایرادی نداشته باشند. سپس ورق توسط غلتک تغذیه به طرف شافت های اصلی که دارای محرک هستند حرکت میکنند. روی شافت اصلی تیغه‌هایی از فولاد قرار دارند که عملیات حرارتی روی آن انجام میشوند و سختی آنها به ۵۹ تا ۶۱ راکول میرسد.
حرکت های ورق به طرف جلو ادامه پیدا میکند و چون سر نوار بریده شده به صورت دقیق به طرف جلو حرکت میکند و از بین شافت های جدا کننده که روی آن تیغه‌هایی کوچک وجود دارد عبور میکنند. در نهایت سر اولیه نوارها بریده میشوند که در گیره مخصوص داخل نوارهای جمع کن قرار دارند و درگیر میشوند.
قطر نوارهای جمع کن به وسیله‌ی سیستم هیدرولیک چند سانتیمتر باز میگردد. این کار باعث جمع شدن دو لبه گیره میشود و همچنین باعث گرفتن سر نوارها میشود.
در پایان زمان تخلیه نوار (با کار جمع شدن نوارگیرها) داخلی‌ترین لایه‌ی ورق جدا میشود که با سهولت می‌توان نوارها را به وسیله‌ی میزهای متحرک و صفحه ای که جهت محور اصلی حرکت میکنند و به خارج هدایت میشود, کنترل کرد.
کشیده شدن ورق ها توسط نوارهای جمع کن تا تمام شدن کل طول کلاف انجام میگردد که نهایتاً نوارها دسته بندی و به قسمت مختلف خط ها انتقال پیدا میکنند.
سومین مرحله: تولید لوله و پروفیل
قوطی‌ها و همچنین پروفیل ها را می‌توانیم به دو روش مستقیم و غیرمستقیم تولید کنیم. روش آن به امکانات ماشین بستگی دارد اما به طور کلی پروفیل باز معمولاً به روش مستقیم تولید میشود.
دستگاه تولید لوله و پروفیل معمولا دارای قسمتهای زیر می باشد:
- تغذیه نوار
- گیوتین
- قسمت جوش سر و ته نوار ها
- انبارها
- فرمینگ ها که از دو قسمت شکل دهنده اولیه و شکل دهنده نهایی تشکیل میشوند
- قسمت های جوش دو لبه پروفیل ها
- براده های برداری
- سردکن ه
- سایزینگ ها با تعداد ۴ تا ۶ دروازه
- پیچش گیر ها
- اره های اتوماتیک
- شتاب دهنده ها
- میز تخلیه
عمل اصلی دستگاه‌ها از شکل دادن به ورق ها در حال عبور از بین قالب های بالا و پایین در حال چرخیدن در دروازه‌های مختلفی تا تولید محصول نهایی باید به روش سرد انجام گردد.
تولید پروفیل مربعی شکل
همانطور که گفتیم این محصولات به دو روش مستقیم و غیر مستقیم تولید می شوند که به تفصیل در زیر توضیح خواهیم داد.
تولید مستقیم
در تولید مستقیم, نوار را از میان قالب هایی که دارای محرک هستند عبور می دهند. بعد از آن در کنار هرزگردها شکل می گیرد و در انتها دو طرف لبه ها را به هم جوش می دهند.
محصول تولیدی هنگام عبور از مراحل ساخت با نیروهایی که از سوی قالب ها و حرارت جوشکاری به آن وارد می شود, یکدست و صاف نخواهد بود.
در این حالت به وسیله دستگاه پیچش گیر با وارد کردن نیروی دوباره به محصول پیچش و خمش و کمانش, آنها درست می شود. همچنین محصول تولیدی به وسیله اره های اتومات در ابعاد ۶۶ متری برش داده می شود.
بعد از برش محصولات در بسته هایی که تعداد آن از قبل تعیین شده است بسته بندی می شوند.
در آخرین مرحله کارت های مربوط به مشخصات و تاییدیه کنترل کیفی بر روی بسته ها نصب شده و به انبار انتقال می یابد.
مزایا و معایب تولید محصول با این روش به شرح زیر است:
- یکی از مزیت های تولید به این روش این است که کیفیت محصول بالاتر می رود.
- این محصول زاویه هایی تیز و ابعادی دقیق و خط جوش ثابتی در دیواره بالایی دارد و همچنین از انحنای سطحی کمی برخوردار است.
- در این روش تولیدی سرعت استهلاک قالب دستگاه ها بیشتر است
- چون گوشه ها تیز بوده و سرعت خطی و همچین در قطر قالب ها تفاوت وجود دارد, در این روش مراحل حرارتی و ماشین کاری به دقت بیشتری نیاز دارد
- همچنین میان ایندکتور و پروفیل و فریت فضایی هوایی وجود دارد که این مورد باعث می شود سرعت تولید کاهش یابد.
انواع مختلف پروفیل ها کدامند؟
پروفیل ها به ۵ دسته صنعتی, ساختمانی، کامپوزیتی، آلومینیومی و گالوانیزه تقسیم میشوند.
پروفیل های صنعتی:
به گروهی از محصولات گفته می شود که در صنایع بسیاری مورد استفاده قرار می گیرد مثل صنایع نظامی و صنایع خودروسازی و بسیاری دیگر.
در تولید پروفیل های صنعتی باید به ویژگی های الکتریکی و مکانیکی بسیار دقت کرد. البته در تولیدات حرفه ای با بهره گیری از دانش فنی و تجربه های کاری و همچنین امکاناتی که در کارخانجات وجود دارد, می توان قطعاتی ویژه با یکسری خصوصیات خاص تولید کرد.
پروفیل های ساختمانی:
به آن دسته از محصولاتی که در صنعت ساختمان سازی بسیار کاربرد دارند می گویند.
مدل ساختمانی این مقطع شامل سه بخش می شوند؛
- یکی از مدل های این محصول نورد گرم است که به وسیله نورد گرم شمش های فولادی ساخته می شوند و به صورت قوطی است.
- یکی دیگر از مدل های این محصول نورد سرد است که با خم کردن و پرس کردن ورق های فولادی آنها را به صورت ناودانی در می آورند این پروفیل تنها برای کارهایی به سبک ساختمانی برای مثال؛ ناودانی, تیرهای تکیه گاهی, سقف های کاذب و … مناسب میباشند.
- یک نوع دیگر از این محصول از نوع مرکب است که با متصل شدن چندین پروفیل سرد و گرم پدید می آید.
پروفیل ساختمانی در دو حالت باز و بسته تولید میشوند.
- مقطع های لوله و قوطی, در و پنجره های ساختمانی و کرکره برقی و پروفیل های UPVC به دلیل بسته بودن شکل آن مقطع های بسته گفته می شوند.
- تیرآهن ها, تسمه ها, میلگردها, ناودانی ها, نبشی ها و همچنین چهار پهلو ها به خاطر شکل آنها جزو مقطع های باز میباشند.
پروفیل های کامپوزیتی:
علت اصلی استفاده این پروفیل ها و مزایای آن جلوگیری از پدیده های خوردگی و افزایش عمر بیشتر سازه ها در مقابل ارتعاش ها و لرزش‌ها مانند زمین‌لرزه میباشد.
پروفیل های کامپوزیتی به خاطر خاصیت غیر کشسانی که دارند در مقابل لرزش ها و خوردگی ها مقاوم میباشند. در ضمن استفاده از پروفیل های کامپوزیتی باعث سبک‌تر شدن وزن نهایی سازه ساختمان ها نیز می شود.
پروفیل های آلمینیومی:
از مهم‌ترین فرق های محصولات آلومینیومی با آهن در ساخت در و پنجره این است که پنجره‌های آلومینیومی در کم کردن مصرف انرژی نقش بسیار زیادی دارد. ضمن اینکه استفاده از مقطع های آلومینیومی به خاطر رنگ روشن نمای بهتری به ساختمان میدهد.
پروفیل های گالوانیزه:
این محصول با توجه به مقاومت خوبی که دارد در صنعت درب و پنجره سازی به خصوص یو پی وی بسیار مورد استفاده قرار گرفته است. یکی از مزیت های استفاده از این محصول در پنجره ها و درب ها این است که از هرز شدن پیچ ها و همچنین از افتادگی بازشوهای درب و پنجره جلوگیری می کند.
لازم است بدانیم نیروی باد می تواند به پنجره‌ی سازه هایی که در جاهای مرتفع قرار دارند به طور چشمگیری فشار وارد کند. همچنین در طبقه های پایین تر امکان دارد که ساختمان نشست کند و در اثر همین نشست به پنجره ها فشار زیادی وارد شود.
با توجه به بروز این دو مشکل در ساختمان هایی که در مناطق مرتفع قرار دارند, مهندسان سازه از این محصول استفاده می کنند تا استحکام و مقاومت پنجره ها را در مقابل فشار های جوی بیشتر کنند.
نکته دیگر این است که هر چقدر فشاری که به پنجره وارد می شود بیشتر باشد و سطح پنجره بزرگ تر باشد ضخامت این محصول هم باید بیشتر باشد. ضخامت این محصول اغلب از ۱ میلی متر آغاز و بر اساس نیاز و سفارش مشتری تا ۲ میلی متر نیز افزایش می یابد.
استفاده از پروفیل در ساختمان سازی
حجم بسیار زیادی از محصولات تولیدی کارخانجات پروفیل در ساخت و ساز درها و پنجره های آلومینیومی یا آهنی استفاده می شود. این فرآورده ها در حالت گروهی از نظر مشخصات و اندازه تقسیم بندی می شوند.
- از این محصول در ساختن پنجره ها و چهارچوب ها بسیار استفاده می شود.
- یکی دیگر از مصارف این محصول در ساخت و ساز ها نرده های فلزی است.
از پروفیل های مستطیلی و مربعی شکل که سطح مقطع کوچکی دارند در ساختن
- نرده های فلزی برای در و پنجره ها
- کنار راه پله ها
- نرده های اطراف دیوار کارخانه ها و زمین های حفاظ کشیده شده ، پیاده رو و خیابان ها بسیار استفاده می شود
در کنار این محصولات از محصولات مربع و مستطیلی شکل که سطح مقطع بزرگی دارند که نام دیگر آنها ستونی است در مواقعی مثل ساختن اسکلت های فلزی و همچنین ساختن ستون ها بسیار مورد استفاده قرار می گیرد.
- در ضمن اگر این محصولات را با ویژگی های فیزیکی و طبق استانداردهای جهانی داشته باشیم, می توانیم در ساختن نفت کش ها و شاسی تریلرها از آنها استفاده کنیم.
- کارایی دیگر این محصول در صنایع خودروسازی است. در حقیقت از فرآورده های مربعی و مستطیلی شکل در صنایع خودروسازی به طور گسترده استفاده می شود.
- لازم به ذکر است که از محصولات مربعی در ساختن پایه های میز و صندلی ها نیز استفاده می شود.
تشکر بابت مطالب خوبتون.
سایتتون عالیه.
موفق و پیروز باشید