Como a estrutura de alumínio do prato de longo alcance equilibra a leveza e a durabilidade?

O equilíbrio entre leveza e durabilidade da estrutura de alumínio do Long Reach Pruner é alcançado através da otimização multidimensional da ciência do material, do projeto estrutural e dos processos de fabricação. A vantagem central das ligas de alumínio reside em sua baixa densidade e alta resistência específica. A densidade de alumínio puro é de apenas 2,7 g/cm³, que é cerca de um terço do de aço, mas adicionando elementos como magnésio e silício para formar ligas (como 6061-T6 ou 7075 alumínio), sua resistência à tração pode ser aumentada para mais de 300 MPa, próxima ao nível de alguns de alguns níveis. Por exemplo, as ligas de alumínio-magnésio não apenas reduzem o peso, mas também aumentam a resistência à corrosão e a resistência à fadiga através de processos de fortalecimento sólido da solução e endurecimento da precipitação. Além disso, a ductilidade das ligas de alumínio permite que elas sejam processadas em formas transversais complexas por meio de processos de moldagem por forjamento ou extrusão, otimizando ainda mais as propriedades mecânicas.
O projeto transversal semelhante ao de um feixe I é adotado para aumentar o momento lateral da inércia para melhorar a resistência à flexão, reduzindo o peso redundante dos materiais. Por exemplo, quando o tubo de alumínio de um certo tipo de tesouras de poda é submetido a pressão longitudinal, sua estrutura em forma de forma de "i" pode distribuir uniformemente a tensão aos flanges de ambos os lados para evitar a deformação local. As hastes telescópicas geralmente adotam um projeto de várias seções aninhadas, e cada seção do corpo da haste é alinhada com precisão através de uma ranhura de estampagem ou um sistema de trilho-guia para impedir o afrouxamento estrutural causado por rotação ou deslocamento durante o processo telescópico. Alguns produtos também incorporam fivelas de aço ou pinos de mola nas juntas para melhorar a força dos nós. Embora o corpo principal seja feito de liga de alumínio, as lâminas, dobradiças e outras peças que possuem forças de cisalhamento de alta frequência são frequentemente feitas de aço de alto carbono ou aço da ferramenta SK5, que são combinados com o corpo da haste de alumínio através da rebitagem ou soldagem para formar uma estrutura híbrida "dura e macia".
O tubo de alumínio é formado em um contorno preliminar através de um processo de extrusão quente e, em seguida, a área de concentração de tensão interna é moída por uma máquina -ferramenta CNC para reduzir a ocorrência de micro rachaduras. Incluindo processos como anodização, revestimento cromado ou revestimento de teflon. Por exemplo, após um certo tipo de haste telescópica ser banhada por cromo, a dureza da superfície pode atingir 800-1000 HV, a resistência ao desgaste é aumentada em mais de 3 vezes e um filme denso de óxido é formado para evitar corrosão ambiental. Para peças que não são de carga, como alças, a liga de alumínio fundido pode alcançar uma modelagem complexa de superfície curva, garantindo força e reduzir ainda mais o peso através da estrutura interna do favo de mel.
A análise dos elementos finitos é usada para simular a distribuição de força durante a poda e otimizar a espessura da parede da haste. Por exemplo, a espessura da parede da haste de um cisalhamento de poda muda gradualmente de 2,5 mm na extremidade da alça para 1,2 mm na parte superior, o que não apenas reduz o peso no final, mas também garante a resistência à torção da raiz. A alça de alumínio é coberta com uma camada de borracha ou silicone anti-deslizamento, o que não apenas aumenta o atrito da aderência, mas também absorve a vibração através da deformação elástica para evitar a fratura por fadiga de metal causada pelo uso a longo prazo. Para ambientes úmidos ou empoeirados, alguns produtos pulverizam revestimentos hidrofóbicos na superfície da liga de alumínio ou usam rolamentos totalmente selados para impedir que a areia invadisse e faça com que o mecanismo atolem.
Para garantir o desempenho real da estrutura de alumínio, dezenas de milhares de ações de abertura e fechamento são simuladas para detectar se as dobradiças e mecanismos telescópicos têm deformação plástica ou expansão de lacunas. As amostras são colocadas em uma câmara de pulverização de sal ou equipamento de envelhecimento acelerado por ultravioleta para verificar a resistência à corrosão do revestimento e do substrato. Uma carga estática que exceda a força de corte nominal é aplicada à haste para garantir que não haja flexão ou fratura permanente.