Verwendungsmöglichkeiten von LED-Aluminiumprofilen im Beleuchtungsdesign
Aluminiumprofile sind in zahlreichen Industrien als Bauteil nicht mehr wegzudenken. Die Beleuchtungstechnik nutzt den leichten Baustoff, um variable und kostengünstige Beleuchtungen in endlosen Designs zu verwirklichen.
Wie werden Elemente wie Aluminium-Strangpressprofile genutzt, um Haushalts-, Gewerbe- und Stadtbeleuchtung – insbesondere mit LEDs – umzusetzen?
Was sind Aluminium-Strangpressprofile?
Aluminium-Strangpressprofile sind Bauteile aus Aluminium, die in vielen Produkten genutzt werden. Durch das Strangpressverfahren können unterschiedlichste Profile erzeugt werden, die genau zu dem Bedarf eines Herstellers passen.
Was ist das Strangpressverfahren?
Beim Strangpressverfahren können verschiedene Werkstoffe zu einem Bauteil mit komplexen Formen umgeformt werden. Das Fertigungsverfahren ist durch die DIN-Normen 8582 (Fertigungsverfahren Umformen) und 8583 (Fertigungsverfahren Druckumformen) standardisiert.
Die Umformung erfolgt dementsprechend mit Druck. Das gewünschte Material wird erhitzt und verflüssigt. Danach wird es mit einem Presstempel durch eine formgebende Matrize gepresst. Diese ist individuell nach dem Entwurf des Kunden geformt. Danach wird das so entstehende Bauteil entweder durch Luft oder Wasser abgekühlt, damit es seine Form behält.
Dabei kommen entweder das direkte, das indirekte oder das hydrostatische Strangpressverfahren infrage. Bei dem indirekten Pressverfahren wird der Druck nicht auf das Material selbst, sondern ein dazwischenliegendes Material ausgeübt. Im hydrostatischen Pressen ist dieses Wirkmedium eine Flüssigkeit, etwa Wasser oder Öl.
Durch die individuell gestaltete Matrize und die Materialeigenschaften des Werkstoffs wird vorgegeben, welche Form das Strangpressprofil annehmen kann. Im Fall von Aluminium können dabei Hohlkammern mit sehr dünnen und dennoch stabilen Wandstärken, Abrundungen und Kanten in beliebiger Form, Länge und Durchmesser entstehen.
Der Hersteller des Strangpressprofils ermöglicht es Kunden, zunächst einen Prototyp zu entwickeln, damit die Matrize zur Not für die Massenherstellung angepasst werden kann, um Fehler zu eliminieren. Zudem leitet er dabei an, das passende Material für die Profile auszuwählen.
Wieso eignen sich Aluminium-Strangpressprofile besonders für die Beleuchtungstechnik?
Aufgrund der Materialeigenschaften von Aluminium bietet sich das Metall für die Herstellung von Strangpressprofilen an. Es ist:
- gut formbar
- korrosionsbeständig
- robust und
- hat zeitgleich eine niedrige Dichte.
Das Ergebnis kann deshalb komplexe Formen annehmen, die dennoch eine hohe Stabilität und nur ein geringes Gewicht haben.
Deshalb eignet sich das Aluminium-Strangpressprofil besonders für Industrien wie die Beleuchtungstechnik, in der die Gestaltung der Leuchten, die meist an Wänden und der Decke angebracht werden, durch das Gewicht des Endprodukts begrenzt ist.
- Im Vergleich zu Profilen aus Stahl hat Aluminium eine ähnliche Stabilität, aber zeitgleich ein sehr niedriges Gewicht.
- Durch die hohe Korrosionsbeständigkeit sind die Profile aus Aluminium sehr langlebig.
- Das Material kann zudem leicht durch Sägen, Bohrer und ähnlichem Werkzeug bearbeitet werden, was die weitere Verarbeitung der Profile erleichtert.
- Zudem ist der Rohstoffpreis für Aluminium auf dem Markt tendenziell stabil und niedriger als andere Werkstoffe mit ähnlichen Eigenschaften.
Verschiedene Aluminiumlegierungen für die Beleuchtungstechnik
Nicht nur das Gewicht und die Korrosionsbeständigkeit von Aluminium sind relevant. Auch andere Eigenschaften des Metalls wie die Wärmeleitfähigkeit sind von Bedeutung. Für das passende Bauteil gibt es verschiedene Knetlegierungen von Aluminium mit unterschiedlichen Zusammenstellungen und Charakteristika.
Die Auswahl der passenden Legierung gibt vor:
- wie fest das Profil ist
- wie schwer das Profil ist
- wie gut das ausgehärtete Profil kalt und warm umformbar ist
- wie gut das Profil gelötet werden kann
- wie gut das Profil zerspant werden kann
- wie gut das Profil mit dekorativen oder funktionellen Schutzbeschichtungen versehen werden kann
- wie und unter welchen Umständen das Material korrosionsbeständig ist (z. B. im Kontakt mit Salzwasser, Wasserdampf, Chemikalien und Co.)
- ob oder wie stark das Profil Wärme leitet
Übliche Aluminiumlegierungen für die Beleuchtungstechnik
Für die Beleuchtungstechnik eignet sich überwiegend der Werkstoff EN AW-6060. Er ist eine Legierung aus Aluminium, Magnesium und Silizium (AlMgSi0,5).
Je nach Wärmebehandlung bei dem Herstellungsprozess hat der Werkstoff fünf verschiedene Aluminiumzustände, mit den Zeichen:
- T4 (lösungsgeglüht und kaltausgelagert),
- T5 (abgeschreckt und warmausgelagert),
- T6 (lösungsgeglüht und warmausgelagert),
- T64 und T66 (lösungsgeglüht und warmausgelagert, mit jeweils einem anderen Grad der Wärmeintensität)
- Aluminiumlegierungen mit dem Zustand T4 haben eine hohe thermische Belastbarkeit und eine hohe Beständigkeit gegenüber Spannungskorrosion.
- Der Zustand T6 beschreibt stattdessen sehr feste Legierungen, die nicht gut mit dynamischen Belastungen umgehen können.
Profile aus En AW-6060 sind:
- ausgehärtet gut kaltumformbar,
- gut geeignet zum Reib-, Weich- und Hartlöten,
- ausgehärtet gut zerspanbar,
- gut schweißbar,
- sehr gut beschichtbar,
- sehr gut wärmeleitend,
- und haben auch in Salzwasser eine gute Korrosionsbeständigkeit.
Profile aus dem Werkstoff können von Flach-, Rund-, Winkel- oder Vierkant-Produkten bis hin zu T-, U- bzw. Z-Profilen reichen.
Deshalb werden sie
- in der Automobilindustrie,
- beim Schiffsbau,
- in der Luftfahrt,
- beim Metallbau,
- in der Nahrungsmittelindustrie,
- beim Herstellen von Kühlkörpern,
- beim Bau von Haushaltsartikeln, Dekorationen und
- in der Beleuchtungsindustrie
verwendet.
Anwendungsmöglichkeiten von Aluminium-Strangpressprofilen in der Beleuchtungstechnik
In der Beleuchtungsindustrie werden Aluminium-Strangpressprofile vor allem in Kombination mit LED-Leuchtstoffen genutzt. Sowohl einzelne Spots als auch LED-Bänder können mit den Profilen eingefasst und zu größeren Beleuchtungssystemen zusammengefügt werden.
Durch die komplexen Formen und dünnen Wände können Leuchtmittel so auch platzsparend an praktischen Stellen angewendet werden. Ein typisches Beispiel sind Leuchtstreifen, die an den Kanten von Trittstufen angebracht werden können, um Treppenstufen zu beleuchten. Das Aluminiumprofil bietet einen glatten und dekorativen Abschluss und Einfassung.
Auch für Designerlampen sind die Aluminium-Strangpressprofile geeignet, da die komplexen Formen ganz nach dem Wunsch des Gestalters hergestellt werden können.
Da das Strangpressverfahren auch Profile in geringen Losgrößen herstellen kann, eignen sich die Bauteile auch für Beleuchtungstechniker und Hobbyelektroniker, die nur wenige Lampen für den persönlichen Gebrauch herstellen wollen, die individuell an ihren Wohnraum angepasst sind.
Dank der Materialeigenschaften des Aluminiums ist es zudem mit herkömmlichen Werkzeugen wie Sägen und Bohrern leicht zu bearbeiten und anzubringen.
So lassen sich die Eigenschaften von LEDs und Aluminium zu insgesamt
- stoßfesten,
- wasserfesten und
- energiesparenden
Lampen, mit
- geringen Betriebs-, Herstellungs- und Anschaffungskosten,
- geringem Gewicht und
- beliebiger Formbarkeit
vereinen.
Fazit
Aluminium-Strangpressprofile können dank der individuell gestalteten Pressformen an komplexe Formen angepasst werden. Dünne Wände, Abrundungen und verschiedenste Kanten sind dank der Materialeigenschaften des Metalls leicht umsetzbar.
Aufgrund des leichten Gewichts, der Korrosionsbeständigkeit, der Robustheit, der leichten Formbarkeit und der geringen Materialkosten eignet sich Aluminium, insbesondere für Industrien wie die Beleuchtungstechnik. Vor allem mit LED-Lichtquellen vereint sich das Metall zu dekorativen und vielfältigen Anwendungsformen, die leicht verarbeitet werden können.
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