Die Qualität eines Aluminium-Strangpressprofils hängt maßgeblich von der verwendeten Legierung und dem Formwerkzeug ab. Käufer, die das passende Profil suchen, stehen daher meist vor einer konkreteren Frage: Welche Legierung, welche Härte und welche Oberflächenbehandlung erfüllen die Anforderungen des jeweiligen Anwendungsfalls, ohne unnötige Kosten zu verursachen? Diese Entscheidung wird noch komplexer, sobald man die Wärmeleistung, die Belastbarkeit und die für den Außeneinsatz oder die Innenausstattung erforderliche Oberflächenbehandlung berücksichtigt.
Dieser Leitfaden erläutert die Konstruktion von Aluminium-Strangpressprofilen, die Einsatzgebiete der verschiedenen Legierungsreihen und den Einfluss der Oberflächenbehandlung auf die Langzeitleistung. Ziel ist es, Einkäufern, Architekten und Verarbeitern die notwendigen Informationen zu liefern, um Profile von Anfang an korrekt zu spezifizieren und nicht erst nach der Installation Unstimmigkeiten festzustellen.
Die Extrusionsleistung hängt von drei Faktoren ab, die zusammenwirken: Legierungszusammensetzung, Härte und Querschnittsgestaltung. Verändert man einen dieser Faktoren, ändert sich das mechanische Verhalten, manchmal erst unter Belastung.
Die Legierungsseriennummern (1000 bis 7000) geben das dominierende Legierungselement an. Ein Profil der 6000er-Serie, das hauptsächlich aus Magnesium und Silizium legiert ist, bietet ein so gutes Verhältnis von Festigkeit und Extrudierbarkeit, dass es im Architektur- und Konstruktionsbau weit verbreitet ist. Insbesondere die Bezeichnung 6063-T5 findet sich häufig bei Fenster- und Türrahmen, da sie sich sauber in komplexe Hohlformen extrudieren lässt und dabei gute mechanische Eigenschaften beibehält.
Höhere Festigkeitsanforderungen veranlassen Anwender, Legierungen der 7000er-Serie zu verwenden, die zwar eine geringere Extrudierbarkeit aufweisen, dafür aber eine höhere Zugfestigkeit bieten. Aluminium der 1000er-Serie hingegen, das eher für seine Reinheit als für seine Festigkeit geschätzt wird, findet vorwiegend Anwendung in Bereichen mit hoher elektrischer und chemischer Beständigkeit, wo die strukturelle Belastung keine Rolle spielt.
Die Bezeichnung des Härtegrads ist genauso wichtig wie die Wahl der Legierung. Ein Bauteil im Härtegrad T6 wurde lösungsgeglüht und künstlich ausgehärtet, um seine maximale Festigkeit zu erreichen, während ein Bauteil im Härtegrad T4 durch natürliche Aushärtung seine maximale Duktilität für die Nachbearbeitung nach dem Extrusionsverfahren beibehält. Die Wahl des falschen Härtegrads für einen Biege- oder Bearbeitungsprozess kann dazu führen, dass ein Bauteil bricht, das im Rohzustand einwandfrei gewesen wäre.
| Legierung Serie | Typisches Temperament | Primäre Eigenschaft | Allgemeiner Gebrauch |
|---|---|---|---|
| 1000 | VON | Hohe Reinheit, Korrosionsbeständigkeit | Elektrische Bauteile, chemische Rohrleitungen |
| 2000 | T3, T4 | Hohe Festigkeit, geringere Korrosionsbeständigkeit | Ausrüstung für Luft- und Raumfahrt sowie Transportwesen |
| 3000 | O, H112 | Mittlere Festigkeit, gute Formbarkeit | Allgemeine Fertigung |
| 5000 | H112 | Gute Schweißbarkeit, Beständigkeit gegenüber Meeresströmungen | Marine- und Strukturpaneele |
| 6000 | T5, T6 | Ausgewogene Festigkeit und Extrudierbarkeit | Fenster, Türen, Vorhangfassaden |
| 7000 | T6, T8 | Hohe Festigkeit, höhere Kosten | Struktur- und tragende Teile |
Diese Tabelle ist keine Rangliste, sondern eine Übersicht über die Vor- und Nachteile verschiedener Legierungen. Eine Vorhangfassade benötigt keine Festigkeit der 7000er-Serie, und eine tragende Konsole sollte nicht aus einer Legierung der 1000er-Serie gefertigt sein. Die Abstimmung der Legierungsserie auf die tatsächlichen mechanischen Anforderungen sorgt dafür, dass die Materialkosten im Verhältnis zum jeweiligen Projekt stehen.
Rohes, walzblankes Aluminium oxidiert bei Kontakt mit Luft und bildet dabei fast sofort eine dünne Schutzschicht. Diese natürliche Oxidschicht ist zwar vorhanden, aber zu dünn und ungleichmäßig, um über Jahrzehnte hinweg Witterungseinflüssen standzuhalten. Deshalb wird fast jedes Architekturprofil ab Werk zusätzlich oberflächenbehandelt.
Durch Anodisieren wird die Oxidschicht elektrochemisch verdickt, wodurch eine harte, korrosionsbeständige Oberfläche entsteht, die sich auch für eine gleichmäßige Farbgebung eignet. Die Elektrophorese funktioniert anders: Hierbei wird eine Harzbeschichtung mittels elektrischen Stroms aufgebracht, wodurch in der Regel ein glatterer und gleichmäßigerer Film entsteht als bei Tauchbeschichtungsverfahren.
Pulverbeschichtung ist nach wie vor die gängigste Wahl für farbige Architekturprofile, da sie eine widerstandsfähige, strukturierte oder matte Oberfläche ohne Lösungsmittel erzeugt. In Küstenregionen oder Gebieten mit hoher UV-Strahlung bietet die Fluorcarbonbeschichtung (PVDF) im Vergleich zu herkömmlicher Pulverbeschichtung eine bessere Beständigkeit gegen Kreidung und Farbverblassung über lange Zeiträume. Daher wird sie häufiger für Vorhangfassaden und Hochhausfassaden als für die Innenkonstruktion von Trennwänden eingesetzt.
Die Holzmaserungs-Transferveredelung hat sich eine eigene Nische geschaffen und ermöglicht es Architekten, Aluminium die Optik von Holz nachzuahmen, die die Pflegeleichtigkeit von Metall mit der optischen Wärme von Holz kombinieren möchten. Es handelt sich um ein dekoratives Verfahren, das auf eine pulverbeschichtete Basis aufgetragen wird und keine strukturelle Beschichtung ersetzt.
Aluminium leitet Wärme effizient, was genau das Problem bei Fenster- und Türrahmen an der Grenze zwischen klimatisierten und nicht klimatisierten Räumen darstellt. Ein geschlossener Aluminiumrahmen wird so zu einer Wärmebrücke, die im Winter Wärme nach außen und im Sommer Wärme nach innen transportiert.
Thermische Trennprofile lösen dieses Problem durch das Einfügen eines Polyamidstreifens oder eines ähnlichen Streifens mit geringer Wärmeleitfähigkeit zwischen den inneren und äußeren Aluminiumprofilen. Dadurch werden die beiden Hälften mechanisch miteinander verbunden und der direkte Metallkontakt unterbrochen. Diese Konstruktion ist heute nahezu Standard für Verglasungssysteme im Wohn- und Gewerbebau in Regionen mit nennenswertem Heiz- oder Kühlbedarf.
Planer sollten die Wärmedämmung als Systementscheidung und nicht als zusätzliche Profiloption betrachten. Das Material des Wärmedämmstreifens, das mechanische Verpressverfahren und die Gesamttiefe des Rahmens beeinflussen, wie stark die Wärmedämmung die Wärmeverluste tatsächlich reduziert.
Außerhalb der Architektur erfüllen stranggepresste Aluminium-Kühlkörper eine ganz andere Aufgabe: Sie führen die Wärme von elektronischen Bauteilen schnell genug ab, um thermische Ausfälle zu verhindern. Die Lamellengeometrie dieser Profile – dünne, eng beieinander liegende Rippen – dient ausschließlich der Maximierung der Oberfläche für die Konvektionskühlung.
Da das Extrusionsverfahren innerhalb der Werkzeuggrenzen eine nahezu unbegrenzte Querschnittskomplexität ermöglicht, können Kühlkörperprofile auf einer gegebenen Grundfläche deutlich mehr Oberfläche bieten, als dies mit einem bearbeiteten oder gegossenen Teil wirtschaftlich möglich wäre. Dies ist der Hauptgrund, warum das Extrusionsverfahren in diesem Bereich gegenüber dem Gießen dominiert.
Montagerahmen für Solaranlagen basieren auf dem gleichen strukturellen Prinzip wie Kühlkörper, priorisieren jedoch Last- und Witterungsbeständigkeit gegenüber Wärmeübertragung. Aluminiumrahmen für Photovoltaikanlagen müssen ausreichend steif sein, um Wind- und Schneelasten standzuhalten, gleichzeitig aber leicht genug, damit dachmontierte Systeme keine übermäßige statische Belastung verursachen.
Durch Extrusion entsteht der Rohquerschnitt, aber nur sehr wenige Profile werden im extrudierten Zustand ausgeliefert. Die Weiterverarbeitung verwandelt ein Standard-Aluminiumprofil in ein Bauteil, das in eine bestimmte Baugruppe passt:
Die Bestellung von weiterverarbeiteten Profilen anstelle von Rohmaterial verlagert die Fertigungskosten und -komplexität auf den Lieferanten, was sich in der Regel bei großen Stückzahlen auszahlt, wo Konsistenz wichtiger ist als interne Flexibilität.
Ein praktischer Auswahlprozess läuft üblicherweise in dieser Reihenfolge ab:
Das Auslassen eines dieser Schritte führt in der Regel später zu einem Garantieanspruch oder einer Nachbesserung vor Ort, was beides teurer ist, als die Spezifikation von Anfang an richtig zu erstellen.
Ist 6063-T5 dasselbe wie 6061-T6?
Nein. Beide sind Legierungen der 6000er-Serie, aber 6061 weist im Allgemeinen eine höhere Festigkeit auf, während sich 6063 leichter zu komplizierten Hohlprofilen extrudieren lässt. Aus diesem Grund ist 6063-T5 der Standard für Fenster- und Türprofile.
Hält Anodisieren oder Pulverbeschichten im Außenbereich länger?
Beide Verfahren können jahrelang gute Dienste leisten, aber ihre Verschleißerscheinungen unterscheiden sich. Anodisieren ist kratzfester, da die Beschichtung fest mit der Metalloberfläche verbunden ist, während Pulverbeschichtungen (insbesondere auf PVDF-Basis) die Farbe auch bei längerer UV-Bestrahlung besser beibehalten.
Kann dasselbe Aluminium-Strangpressprofil sowohl für Vorhangfassaden als auch für Kühlkörper verwendet werden?
Normalerweise nicht. Bei Vorhangfassadenprofilen steht die strukturelle Steifigkeit und die Wetterfestigkeit im Vordergrund, während Kühlkörperprofile mit Rippengeometrien extrudiert werden, die auf die Oberfläche und nicht auf die Lastaufnahme optimiert sind.
Warum kosten manche Profile aus derselben Legierung pro Kilogramm mehr als andere?
Die Komplexität der Düse und die Toleranzen der Wandstärke beeinflussen die Kosten stärker als der Preis der Rohlegierung. Ein Profil mit enger Innengeometrie oder mehreren Hohlräumen erfordert längere Extrusionszeiten und eine präzisere Prozesssteuerung.
Bei der Auswahl des richtigen Aluminium-Strangpressprofils geht es nicht darum, die stärkste oder teuerste Option zu wählen. Vielmehr geht es darum, Legierung, Härtegrad und Oberflächenbeschaffenheit an die tatsächlichen mechanischen und umweltbedingten Anforderungen des Projekts anzupassen und sicherzustellen, dass der Verarbeiter die für die Konstruktion erforderliche Weiterverarbeitung durchführen kann.
Bei Goldapple-Alu läuft dieser Prozess über Hochleistungspressen, die große, komplexe Querschnitte fertigen können, sowie über ein breites Spektrum an Oberflächenbehandlungen, darunter Anodisieren, Elektrophorese, Pulverbeschichtung und PVDF-Beschichtung. Ob es sich um einen thermisch getrennten Fensterrahmen, einen industriellen Kühlkörper oder ein kundenspezifisches Fassadenelement handelt – die grundlegende Entscheidungsfindung bleibt immer gleich: Die Belastung wird definiert, die passende Legierung ausgewählt, ohne das Budget zu sprengen, und die Oberflächenbehandlung gewählt, die den Umgebungsbedingungen entspricht, denen das Aluminiumprofil später ausgesetzt sein wird.
