Aluminiumprofile: Herstellung, Legierungen, Anwendungsbereiche und die richtigen Auswahlkriterien

Ein Aluminiumprofil ist ein langes Aluminiumprodukt mit einem definierten Querschnitt, das überwiegend durch das Warmstrangpressverfahren (Extrusion) hergestellt wird. Dank seines geringen Gewichts, seiner hohen Korrosionsbeständigkeit, guten Bearbeitbarkeit und 100-prozentigen Recyclingfähigkeit wird es in zahlreichen Branchen eingesetzt – von Fenster- und Türsystemen sowie Fassadenkonstruktionen über Automobilkomponenten bis hin zu Montagesystemen für Solaranlagen.

In diesem Leitfaden erfahren Sie, wie Aluminiumprofile hergestellt werden, welche Legierungen für welche Anwendungen geeignet sind, welche Wärme- und Oberflächenbehandlungen zur Verfügung stehen, in welchen Bereichen Aluminiumprofile eingesetzt werden und welche Kriterien bei der Auswahl berücksichtigt werden sollten.

Wie werden Aluminiumprofile hergestellt?

Die Herstellung von Aluminiumprofilen basiert auf dem Warmstrangpressverfahren, bei dem ein Aluminium-Billet (ein nach dem Gießen homogenisierter zylindrischer Rohling) erwärmt und unter hohem Druck durch eine Matrize (Extrusionswerkzeug) gepresst wird, um den gewünschten Querschnitt zu erzeugen.

Der Prozess umfasst im Wesentlichen folgende Schritte:

1. Vorbereitung des Billets: Das aus Bauxit gewonnene Aluminium wird zusammen mit den Legierungselementen gegossen und anschließend in einem Homogenisierungsofen wärmebehandelt, um eine gleichmäßige Mikrostruktur zu gewährleisten.
2. Vorwärmen: Das Billet wird – abhängig von der jeweiligen Legierung – auf Temperaturen zwischen 450 und 550 °C erwärmt.
3. Extrusion: Das erwärmte Billet wird mithilfe eines Pressstempels durch die Matrize gepresst und erhält dadurch seine endgültige Profilgeometrie.
4. Abkühlung und Strecken: Das austretende Profil wird kontrolliert gekühlt und anschließend gestreckt, um Maßhaltigkeit und Geradheit sicherzustellen.
5. Wärmebehandlung: Je nach Legierung wird der Werkstoff in den Zuständen T5 oder T6 wärmebehandelt, um die erforderlichen mechanischen Eigenschaften zu erreichen.
6. Oberflächenbehandlung: Je nach Anforderung erfolgt anschließend eine Eloxierung oder eine Pulverbeschichtung.

Aluminiumprofile können als Vollprofile, Halbhohlprofile oder Hohlprofile gefertigt werden. Neben Standardabmessungen lassen sich mithilfe kundenspezifischer Matrizen (Custom Extrusions) auch projektbezogene Sonderprofile herstellen.

Standardprofile und kundenspezifische Aluminiumprofile

Standardprofile umfassen allgemein verfügbare Geometrien wie Vierkantrohre, Rundrohre, Flachstangen, Winkelprofile sowie L-, T- und U-Profile, die in genormten Abmessungen erhältlich sind.

Kundenspezifische Aluminiumprofile werden dagegen speziell für die Anforderungen von Branchen wie Automobilindustrie, Maschinenbau, Fassadentechnik, Energietechnik oder Möbelindustrie entwickelt. Dabei werden individuelle Matrizen hergestellt, um funktionale und konstruktive Anforderungen optimal zu erfüllen.

Für die Fertigung eines Sonderprofils sollten bereits zu Beginn des Projekts die DXF-Zeichnung, die geforderten Toleranzen sowie die gewünschte Oberflächenbehandlung eindeutig definiert werden. Dies gewährleistet einen reibungslosen Produktionsablauf.

Auswahl der richtigen Legierung: Vergleich von 6060, 6063 und 6082

Die am häufigsten verwendeten Aluminiumlegierungen für die Profilherstellung gehören zur 6xxx-Serie auf Magnesium-Silizium-Basis. Sie zeichnen sich durch eine ausgezeichnete Extrudierbarkeit sowie die Möglichkeit aus, durch Wärmebehandlung höhere Festigkeiten zu erzielen. Daher kommen sie sowohl im Architektur- als auch im Industriebereich besonders häufig zum Einsatz.

Die Legierung 6060 besitzt einen vergleichsweise niedrigen Anteil an Legierungselementen. Dadurch lässt sie sich besonders leicht extrudieren und erzielt eine hervorragende Oberflächenqualität. Sie eignet sich daher ideal für filigrane und komplexe Architekturprofile.

6063 bietet gegenüber 6060 eine etwas höhere mechanische Festigkeit und überzeugt gleichzeitig durch eine ausgezeichnete Oberflächenqualität sowie sehr gute Eloxiereigenschaften. Aus diesem Grund gilt sie heute als Industriestandard für architektonische Aluminiumprofile.

Die Legierung 6082 enthält höhere Anteile an Magnesium und Silizium und erreicht dadurch deutlich höhere mechanische Festigkeiten. Sie wird bevorzugt für tragende Konstruktionen, strukturelle Bauteile sowie Anwendungen im Maschinenbau und in der Automobilindustrie eingesetzt.

Einfluss der Extrusionsparameter auf die Produktqualität

Die Auslegung der Matrize, die Vorwärmtemperatur des Billets, die Geschwindigkeit des Pressstempels sowie die Austrittstemperatur an der Matrize beeinflussen die Maßhaltigkeit, die Oberflächenqualität und die innere Struktur des Profils unmittelbar.

Eine zu hohe Pressgeschwindigkeit kann zu Oberflächenfehlern wie Strangpresslinien (Die Lines) führen. Darüber hinaus bestimmen die Geometrie der Stege und Schweißkammern der Matrize die Festigkeit der Schweißnähte bei Hohl- und Mehrkammerprofilen. Daher ist die Matrizenkonstruktion ebenso entscheidend für die Produktqualität wie die Wahl der richtigen Legierung.

Wärmebehandlung: T5- und T6-Zustände

Der T5-Zustand wird erreicht, indem das Profil nach der Extrusion kontrolliert abgekühlt und anschließend künstlich ausgelagert wird.

Der T6-Zustand bezeichnet ein lösungsgeglühtes und anschließend künstlich ausgelagertes Material. Je nach Legierung und Profilgeometrie kann die erforderliche Lösungsglühwirkung bereits durch die Austrittstemperatur während der Extrusion erzielt werden. In anderen Fällen ist jedoch eine separate Lösungsglühbehandlung im Ofen erforderlich.

Abkühlgeschwindigkeit, Auslagerungstemperatur und Auslagerungsdauer müssen entsprechend den gewünschten mechanischen Eigenschaften präzise auf den jeweiligen Produktionsprozess abgestimmt werden.

Oberflächenbehandlungen: Eloxieren und Pulverbeschichten

Das Eloxieren (Anodisieren) ist die am häufigsten eingesetzte Oberflächenbehandlung für Aluminium. Dabei wird durch einen elektrochemischen Prozess eine kontrollierte Oxidschicht erzeugt, die sowohl die Korrosionsbeständigkeit als auch das optische Erscheinungsbild verbessert.

Die elektrostatische Pulverbeschichtung bietet dagegen eine wesentlich größere Auswahl an Farben und Oberflächenstrukturen. Sie wird insbesondere bei Fassaden-, Fenster- und Türsystemen bevorzugt.

Bei Außenanwendungen sollte die Schichtdicke der Eloxierung (z. B. AA15, AA20 oder AA25) entsprechend den Umgebungsbedingungen gewählt werden, da sie einen wesentlichen Einfluss auf die langfristige Beständigkeit besitzt.

Anwendungsbereiche von Aluminiumprofilen

Aluminiumprofile kommen in zahlreichen Branchen zum Einsatz, unter anderem in:

• Architektursystemen: Türen, Fenster, Schiebeelemente, Vorhangfassaden und Bürotrennwände
• Außenkonstruktionen: Pergolasysteme, Geländer und Handlaufsysteme
• Industrieanwendungen: Maschinenrahmen, Förderanlagen und Tragprofile
• Energiesektor: Montagesysteme für Photovoltaikanlagen und Kabelkanäle
• Automobil- und Transportindustrie: Leichtbaukomponenten und tragende Konstruktionselemente

Wie wählt man das richtige Aluminiumprofil aus?

Die Auswahl eines Aluminiumprofils sollte nicht ausschließlich anhand der Querschnittsabmessungen erfolgen. Folgende Kriterien sollten gemeinsam bewertet werden:

• Erforderliche Tragfähigkeit und Biegemoment
• Legierung und Materialzustand (z. B. 6060, 6063 oder 6082)
• Wandstärke und Maßtoleranzen
• Korrosionsbelastung am Einsatzort
• Anforderungen an die Oberflächenbehandlung (Eloxalklasse oder Pulverbeschichtung)
• Nachfolgende Bearbeitungsschritte wie Sägen, Bohren, Schweißen oder CNC-Bearbeitung
• Erforderliche Werkzeugkosten und jährliche Bestellmengen bei kundenspezifischen Profilen

Werden diese Faktoren nicht bereits in der Planungsphase berücksichtigt, können vermeintlich geeignete Standardprofile später zu zusätzlichen Kosten oder Leistungsproblemen führen.

Qualitätskontrolle und Normen

Bei der Herstellung von Aluminiumprofilen bilden die folgenden europäischen Normen die Grundlage für die Produktqualität sowohl auf dem Inlandsmarkt als auch im Export:

• EN 755-2 – Mechanische Eigenschaften
• EN 12020-2 – Maßtoleranzen für Präzisionsprofile im Architekturbereich
• EN 573-3 – Chemische Zusammensetzung von Aluminiumlegierungen

Die Einhaltung dieser Normen wird durch verschiedene Prüfverfahren sichergestellt, darunter:

• Spektrometrische Analyse
• Zugversuch
• Härteprüfung
• Kontrolle der Eloxalschichtdicke und Farbgleichmäßigkeit

Fazit

Die Leistungsfähigkeit eines Aluminiumprofils hängt vom optimalen Zusammenspiel von Legierungsauswahl, Profilgeometrie, Extrusionsparametern, Wärmebehandlung und Oberflächenveredelung ab.

Die Legierungen 6060 und 6063 eignen sich besonders für architektonische Anwendungen, bei denen eine hohe Oberflächenqualität und gute Umformbarkeit im Vordergrund stehen. 6082 hingegen bietet deutlich höhere mechanische Festigkeiten und ist daher die bevorzugte Wahl für tragende Konstruktionen sowie industrielle Anwendungen.

Biser Aluminium führt den gesamten Produktionsprozess in seinem Werk in Malatya integriert durch – von der Billetproduktion über die Extrusion bis hin zur Wärme- und Oberflächenbehandlung. Dadurch können Aluminiumprofile entwickelt und gefertigt werden, die exakt auf die Anforderungen jedes Projekts abgestimmt sind. Kontaktieren Sie unser technisches Team, um die optimale Legierung und Profilgeometrie für Ihr Projekt zu bestimmen.