پروفیل

قطعاتی با مقطع ثابت که از نظر لغوی به معنای مقطع ثابت با طول زیاد هستند و با توجه به جنس و استحکام در ساختمان سازی و صنعت کاربرد بسیار دارند.

تاریخچه ی پیدایش 

استفاده از این قطعات فولادی به بعداز جنگ جهانی دوم بازمی گردد که برای اولین بار در آلمان و سپس در سایر کشورهای اروپایی مورد استفاده قرار گرفت. در همان دوران باتوجه به جمعیت روز افزون ایران، نیاز به ساختمان سازی نیز افزایش یافت.

دولت به منظور تامین مصالح مورد نیاز این امر، استفاده از آهن و آلومینیوم را به علت کافی نبودن منابع چوب جایگزین آن کرد.

در ابتدا پاسخ به این نیاز با واردات آهن آلات انجام می شد اما با گذر زمان ایده ساخت تجهیزات فولادی در داخل کشور مطرح شد.

انواع پروفیل 

• ساختمانی

پروفیل ساختمانی به پروفیل هایی اطلاق می شود که در ساختمان سازی، به عنوان مثال درب و پنجره های آلومینیومی، کاربرد دارند.

این پروفیل ها درانواع زیر دسته بندی می شوند.

1. نورد گرم : از نورد گرم شمش فولادی ساخته شده و قوطی شکل است.

2. نورد سرد : با خم کردن و پرس ورق های فولادی تولید می شوند و ناودانی شکل هستند وبا توجه به روش ساخت، جهت کارهای سبک ساختمانی مانند ناودانی، تیرهای تکیه گاه سقف کاذب و چارچوب درها مناسب هستند.

3. مرکب : این نوع از پروفیل ها با بهم پیوستن و ترکیب چند پروفیل سرد و گرم به وجود می آیند.

• صنعتی

 پروفیل های صنعتی محصولاتی هستند که در صنعت خودرو سازی، نظامی و ... به عنوان قطعات و متعلقات صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند.

قوطی های مربعی و مربع مستطیل در خودرو سازی کاربرد دارند.

توجه به ویژگی های مکانیکی و الکتریکی در سطوح مختلف صنعتی از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند بنابراین دانش فنی و تجربه ی کاری و امکانات تولید در جایگاه ویژه ای قرار دارد به طوریکه امکان تولید قطعات خاص با ویژگی های خاص برای هر تولید کننده پروفیل ساختمانی وجود نخواهد داشت.

• کامپوزیتی

درحال حاضر استفاده از مواد مرکب و کامپوزیتی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. نمونه ی کامپوزیتی پروفیل ها از انواع معمولی آن ها در برابر خوردگی از مقاومت بالایی برخوردار است.

با وجود خاصیت کشسانی، دوام و طول عمر بالای این پروفیل ها ممکن می گردد که از اهمیت ویژه ای برخوردار است و موجب عملکرد بهتر در برابر ارتعاشات زلزله 

می شود.

در مناطقی همچون ارومیه و یا جنوب کشور که شرایط آب و هوایی به گونه ای است که میزان خوردگی فلزات بالاست،استفاده از پروفیل کامپوزیت این مشکل را بر طرف می کند.

• گالوانیزه

استفاده از پروفیل گالوانیزه شده به علت مقاومت بالا در برابر خوردگی به شدت مورد توجه قرار گرفته است. نمونه ای از این پروفیل ها، پروفیل upvc است که در پنجره های دو جداره کاربرد دارد. استفاده از گالوانیزه در ساخت این پنجره ها، مشکل هرز شدن پیچ ها و افتادگی بازشوهای در و پنجره را به حداقل می رساند و همچنین استحکام پنجره ها را در برابر فشارهای جوی در ارتفاعات بالا افزایش می دهد. در برج ها استفاده از گالوانیزه توصیه می شود زیرا در ارتفاعات بالا، باد فشار قابل توجهی را به پنجره ها وارد می کند و در ارتفاعات پایین نیز باتوجه به امکان نشست ساختمان، پنجره ها در معرض فشارقرار می گیرند. ازین رو میزان فشار وارد بر پنجره ها با بزرگی و ابعاد آن ها رابطه ی مستقیم دارد.

پروفیل های گالوانیزه معمولا با ضخامت 1 میلی متر و گاهی براساس نیاز 2میلی مترتولید می شوند.

انواع پروفیل از نظر شکل

• باز:

نامگذاری این پروفیل ها برگرفته از شکل ظاهری آن هاست. پروفیل های U ,Hat ,(H)I  و Z دراین دسته بندی قرار می گیرند و در ساختمان سازی برای چارچوب درهایی از جنس چوب ، ام دی اف و قاب کاربرد دارند.

پروفیل Z

پروفیل کلاهی بسته HAT

پروفیل کلاهی باز HAT

پروفیل U

• بسته : این پروفیل ها از نظر بسته بودن شکل ظاهری به این نام معروفند. قوطی، لوله، انواع پنجره، پروفیل upvc، درب های کرکره برقی و HSS در دسته بندی پروفیل های بسته قرار می گیرند.

پروفیل HSS

عبارت HSS مخفف کلمه ی  Hollow structural sections به معنی سازه ی فولادی با مقاطع توخالی است. به دلیل ویژگی های ظاهری و خواص مکانیکی منحصر بفرد به متریال قرن 21 مشهور شده اند.

این پروفیل ها به شیوه ی نورد سرد و در فرم های مربع، مستطیل و دایروی تولید می شوند.

پروفیل های HSS دارای وزن کم و سطح کم در مقایسه با مقاطع باز هستند. شکل بسته و بدون گوشه های تیزموجب محافظت از این پروفیل در برابر خوردگی می شود. یکی دیگر از ویژگی های منحصر بفرد این پروفیل ها استفاده ی بهینه از فضای خالی آنهاست. به عنوان مثال با پرکردن فضای خالی آن ها با بتن، مقاومت آن ها را در برابر آتش سوزی و بارهای فشاری افزایش می دهند و همچنین از خالی بودن مقطع جهت تهویه سرمایش و گرمایش استفاده می شود.

مقاطع HSS در ساخت پل عابر پیاده

مقاطع HSS  در ساخت پارکینگ هوشمند دانشگاه علوم پزشکی شیراز

قوطی

پروفیل هایی به شکل جعبه ای یا چهارگوش هستند که بر اساس جنس در انواع آهنی، آلومینیومی و استیل دسته بندی می شوند و نوع آهنی از پرکاربرد ترین انواع این قوطی ها است. 

قوطی ها بر حسب نیاز به طول های 6 و 12 متر و با ضخامت های متفاوت تولید می شوند. قوطی هایی با ضخامت 0.6 تا 1.5 میلی متر را قوطی های سبک یا مبلی می نامند.

قوطی های ساختمانی، بین 2تا 3 میلی متر و قوطی های صنعتی بیشتر از 4 میلی متر ضخامت دارند و وزن آنها متناسب با ضخامت افزایش می یابد.

انواع پروفیل از نظر وزن 

• پروفیل سبک 

به پروفیل سبک، پروفیل مبلی نیز گفته می شود و در فرآیند تولید آن ها از ورق روغنی و روش نورد سرد استفاده می شود. این پروفیل ها در لوازم خانگی، دوچرخه سازی، کانتینر و مبلمان کاربرد دارند.

استفاده از کشش سرد در این صنعت موجب شده هزینه و انرژی کمتری صرف تولید این مقاطع شود و همچنین کیفیت و سرعت تولید آنها افزایش یابد. 

از جمله ویژگی های پروفیل سبک می توان به موارد زیر اشاره کرد

• تنوع در ابعاد و  اندازه

• قابلیت شکل پذیری

• خاصیت آبکاری

• کیفیت سطحی مطلوب

• پروفیل سنگین

این پروفیل ها در صنعت و ساختمان سازی کاربرد دارند و برای تولید آنها از ورق هایی با ضخامت بیشتر از 1.5 میلی متر و فرآیند نورد گرم استفاده می شود. 

از جمله نمونه های استفاده ی این پروفیل ها می توان به تولید شاسی ماشین آلات، دستگاه های صنعتی و ساخت ستون ها اشاره کرد.

ویژگی پروفیل های سنگین

• پایداری پیچشی و خمشی

• خاصیت جوش پذیری بالا

• سختی سطحی

• قیمت مناسب

موارد مصرف پروفیل

• ساخت در و پنجره های آهنی

• انواع پروفیل های مربع و مستطیل با مقاطع کوچک به جای نرده فلزی برای در و پنجره منازل، کنار راه پله ها و همچنین نرده کشی اطراف دیوارو موارد مشابه کاربرد دارند.

• پروفیل های مربعی و مربع مستطیل با مقاطع بزرگتر در ساخت ستون و اسکلت فلزی ساختمان ها کاربرد دارند.

• ازپروفیل قوطی های مربع و مربع مستطیل در صنعت خودرو سازی برای ساخت اتاق انواع خودروهای سبک و سنگین ، انواع تریلرها ، انواع باربند، انواع استراکچر ها وسازه ها ، انواع چرخ های دستی و برقی و... استفاده می شود.

• پروفیل های قوطی مربعی  و مربع مستطیل در ساخت پایه میز و صندلی، تخت خواب های فلزی،انواع زیرپایه ها و ... استفاده می شوند.

• از پروفیل های با مقطع Z  شکل در پوشش سقف سوله ها استفاده می شود.

• پروفیل های قوطی مستطیل در ساخت انواع تخت بیمارستانی، تجهیزات حمل بیمار و تجهیزات آزمایشگاهی کاربرد دارند.

اما متاسفانه با وجود مزیت های بسیار، در ساختمان سازی رواج زیادی نیافته اند. از جمله دلایلی که در این امر تاثیر گذارند عبارت اند از:

• عدم تولید داخلی به مقدار زیاد: 

باتوجه به این که تولید این محصول مستلزم به کارگیری تکنولوژی خاصی است بنابراین فراوانی آن نسبت به سایر انواع آهن آلات کمتر است.

• پرهزینه و دشوار بودن اتصال این مقاطع: 

روش های معمول اتصالات این مقاطع دشوار و پر هزینه است و در اجرا دقت پایینی دارد لذا از محبوبیت کمتری برخوردار است.

فرآیند تولید پروفیل 

پروفیل ها به دو روش مستقیم و غیر مستقیم تولید می شوند که هرکدام دارای معایب و مزایایی هستند.

• روش مستقیم

در این روش نوار ها از بین قالب هایی در بالا و پایین عبور می کنند. در حین عبور نیرو و فشاری طبق اندازه گیری های محاسبه شده به آن ها وارد می شود و دو لبه ی ورق  توسط جوش های فرکانسی بهم جوش می خورند. این ورق ها نهایتا در قسمت سایزینگ کاملا شکل می گیرند. پروفیل های تولید شده در اثر اعمال نیرو از طرف قالب ها و حرارت جوش کاملا مستقیم نبوده و با اعمال نیروی مجدد، خمش، پیچش و کمانش توسط پیچش گیر اصلاح می گردند.

پروفیل ها در حین تولید توسط اره اتوماتیک در فواصل 66 متری بریده و بسته بندی می شوند و پس از نصب کارت مشخصات و تایید کنترل کیفی به انبار منتقل می شوند.

• روش غیر مستقیم

در این روش پروفیل ابتدا طبق مراحل فوق و یکی از سه روش خم کردن، به لوله تبدیل می شود و پس از جوش دولبه، در قسمت سایزینگ و پیچش گیر در اثر فشارهای بالایی و پایینی و جانبی به اشکال مختلف تبدیل می شود.