یکی از این مصالح فلزی پرکاربرد، پروفیل ها هستند. در صنعت ساختمانی، از پروفیل برای ساخت درب و پنجره، لوله، نمای ساختمان و … استفاده می‌شود. اولین سازه‌ای که با پروفیل ساخته شد، پل قوسی در اسکاتلند بود. این پل در سال ۱۸۹۰ با طول ۵۲۱ متر ساخته شد. اولین کارخانه‌ی تولید پروفیل توسط شخصی به نام مانسمن به همراه برادرانش ساخته شد. مانسمن، رول‌های ورق را به صورت اریب سوراخ کرده و امکان ساختن مقاطع را فراهم کرد. بعدها شخصی به نام پیگر مقاطع توخالی با ضخامت کم‌تر و بدون درز جوش را ابداع کرد.
مشخصات پروفیل
در صنعت ساخت و ساز، مصالح فراوانی به کار می‌رود. یکی از پرکاربردترین آن‌ها، مصالح فلزی هستند. فلزات مختلف به دلیل جنس و خاصیت‌های بی‌نظیری که دارند، کاربردهای متنوعی در ساخت و ساز دارند. سرآغاز استفاده از محصولات فلزی به چند سال پس از جنگ جهانی دوم بر می‌گردد. با افزایش جمعیت ایران در آن سال‌ها، نیاز به ساختن خانه بر اساس استانداردهای جهانی، حس شد. تا آن زمان، چوب یکی از محبوب‌ترین مصالح ساختمانی به شمار می‌رفت که به دلیل کمبود منابع، رفته رفته جای خود را به فلزات داد.
یکی از این مصالح فلزی پرکاربرد، پروفیلها هستند. در صنعت ساختمانی، از پروفیل برای ساخت درب و پنجره، لوله، نمای ساختمان و … استفاده می‌شود. اولین سازه‌ای که با پروفیل ساخته شد، پل قوسی در اسکاتلند بود. این پل در سال ۱۸۹۰ با طول ۵۲۱ متر ساخته شد. اولین کارخانه‌ی تولید پروفیل توسط شخصی به نام مانسمن به همراه برادرانش ساخته شد. مانسمن، رول‌های ورق را به صورت اریب سوراخ کرده و امکان ساختن مقاطع را فراهم کرد. بعدها شخصی به نام پیگر مقاطع توخالی با ضخامت کم‌تر و بدون درز جوش را ابداع کرد.
از نظر لغت، به نوعی مصالح که طویل بوده و سطح مقطع در قیاس با طول آن کوچک باشد، پروفیل می‌گویند. پروفیلها اغلب از جنس فلز فولاد ساخته می‌شوند. فولاد آلیاژی از آهن است. آلیاژ، ترکیبی از عناصر فلزی با یکدیگر یا ترکیب عناصر فلز با عناصر نافلزی است. به عنوان مثال اگر فلز طلا و فلز مس را با هم ترکیب کنیم، آلیاژ جدیدی به دست می‌آید به نام «طلای قرمز». یا اگر آهن را با کربن ترکیب کنیم، آلیاژ به دست آمده، «آهن سیلیکونی» یا «فولاد» نامیده می‌شود. از آن‌جا که آلیاژ، با عناصر فلزی ترکیب می‌شود، خواص فلزات را از خود نشان می‌دهد. برخی از بارزترین خواص و رفتارهایی که فلزات از خود نشان می‌دهند، عبارتند از:
- رسانایی الکتریکی
- چکش‌خواری
- شفافیت
- درخشندگی
پس فولاد، یک آلیاژ است که از ترکیب آهن، کربن و عناصر دیگری مانند نیکل و کبالت و … به وجود می‌آید. پس مشتقات ساخته شده از آن هم آلیاژ خواهند بود. با دستکاری (کم و زیاد کردن) عناصر ترکیب یک آلیاژ، می‌توان خواص آن را تغییر داد. به عنوان مثال اگر به فولاد، مقداری عنصر کروم اضافه گردد، خاصیت خوردگی فولاد کاهش یافته (مقاوم‌تر در برابر خوردگی) و به «فولاد ضد زنگ» دست پیدا می‌کنیم. یا اگر به فولاد، مقادیری عنصر کربن افزوده شود، به آلیاژ جدیدی به نام «فولاد مستحکم» می‌رسیم.
ورق فولادی که برای ساخت پروفیل استفاده می‌شود، باید دارای ترکیبات شیمیایی مشخصی باشد. استاندارد فولاد مورد استفاده ST37، Din17100 Din10025 می‌باشد.
در حقیقت ما دو نوع پروفیل داریم:
-
پروفیل باز
پروفیل باز، به عنوان مصالح مصرفی برای ساخت تیرآهن، میلگرد، نبشی، ناودانی، هاش، چهار پهلو و تسمه کاربرد دارد.
-
پروفیل بسته
پروفیل بسته، در تولید لوله، قوطی، پروفیل درب و پنجره، پروفیل PVC و پروفیل کرکره برقی کاربرد دارد.
پروفیلهای باز و بسته، همان ورق‌های فولادی هستند که پس از طی فرآیند نورد سرد و مراحلی دیگر، تولید می‌شوند.
نورد یکسری عملیاتی است که بر روی فلز انجام می‌شود در حالی که فلز مابین دو غلطک در حال چرخش قرار می‌گیرد.
- نورد می‌تواند طولی، عرضی یا پیچشی باشد که بر طبق نحوه‌ی قرارگیری محورهای غلطک است.
- نورد می‌تواند بر طبق وضعیت حرکت غلطک‌ها (پیوسته، هم‌رفت یا رفت و برگشتی) باشد.
- نورد می‌تواند بر طبق دمای فلز (گرم، سرد و داغ) باشد.
- نورد می‌تواند بر طبق شکل نهایی محصول نورد شده (ورق، شمش، مقاطع ساختمانی) باشد.
فرآیند تولید پروفیل در کارخانه‌ها، به شرح زیر است:
- ورق فولادی که برای ساخت پروفیل استفاده می‌شود، باید دارای ترکیبات شیمیایی مشخصی شامل ۰.۳۵ سیلیس، ۰.۱ تا ۰.۳ کربن، ۰.۰۴ گوگرد، ۰.۰۴ فسفر، ۰.۵ منگنز باشد. البته این ترکیبات در موارد خاص و برای به دست آوردن خواص ویژه، کم و زیاد می‌شوند. استاندارد مورد استفاده عبارت است از: ST37، Din17100 Din10025. این ورق‌ها به صورت کلاف وارد خط تولید پروفیل می‌شوند.
- در پروسه‌ی تولید پروفیل، ورق آلومینیومی، به صورت کاملاً صاف و تخت قرار گرفته و عملیات حرارتی روی آن آغاز می‌گردد. سپس کاملاً اتوماتیک به صورت نوار نوار برش می‌خورند. ابعاد این نوارها به گونه‌ای تنظیم شده‌اند که بعدها، پروفیل با سطح مقطعی با ابعاد مد نظر ایجاد شود.
- نوارهای بریده شده در ادامه این روند درانتهای دستگاه دوباره به شکل کلاف درآمده و به خط تولید منتقل می گردد.
یک دستگاه برش معمولاً دارای قسمت‌های ذخیره کلاف، میز حمل کننده، ضربه گیر، کلاف گیر، سیستم بازکننده طوقه‌های کلاف، سیستم کنترل کننده کناره برای تنظیمات بهتر رول، صاف کننده ورق، گیوتین و قرقره‌های هدایت ورق، غلتک‌های تغذیه ورق، قسمت اصلی برش، غلتک‌های جداکننده نوارهای بریده شده، نگاه‌دارندۀ نوارها و نهایتاً نوار جمع کن می‌باشد.
پروفیل از نظر شکلی، می‌تواند با سطح مقطع دایره، بیضی، سه گوش، چهار گوش و یا ترکیبی باشد. بر اساس سطح مقطع، ما انواع پروفیلهای زیر را داریم:
- تیرآهن
- ناودانی یا پروفیل U
- نبشی یا پروفیل L
- پروفیل Z
پروفیل Z انواع مختلفی دارد. Z18، Z20 و Z22 سه نوع پروفیل Z هستند که در ضخامت‌های مختلفی (۲.۵ و ۳ سانتی‌متری) تولید می‌شوند. این پروفیل در سقف سالن‌های ورزشی، سوله‌ها، انباری، پارکینگ به کار برده می‌شود.
- تسمه
کاربرد پروفیل
- کاربرد ساختمانی
- پروفیل ساختمانی (باز- بسته)
- پروفیل نورد گرم
این پروفیل از نورد گرم شمش فولادی ساخته شده است و شکل قوطی دارد.
- پروفیل نورد سرد
این پروفیل، حاصل نورد سرد بوده و ناودانی شکل است. این پروفیل تنها برای کارهای سبک ساختمانی (مانند ناودان، سقف کاذب و …) مناسب هست.
- پروفیل مرکب
این پروفیل از اتصال چند پروفیل گرم و سرد ایجاد شده است.
- پروفیل کامپوزیتی
این دسته از پروفیلها بیش‌تر به هدف جلوگیری از پدیده‌ی خوردگی و افزایش عمر سازه ساخته شده‌اند. این پروفیل، خاصیت غیر کشسانی بالاتر و در نتیجه مقاومت بیش‌تر در برابر خوردگی دارد.
خاصیت دیگری که پروفیلهای کامپوزیتی دارند، وزن سبک آن‌هاست که به کار گیری آن‌ها در سازه‌ها، باعث سبک‌تر شدن وزن سازه و ساختمان خواهد شد.
- پروفیل آلومینیومی
پروفیل آلومینیوم، در قالب ساختمانی و صنعتی ساخته شده و به کار می‌رود. در صنعت ساختمانی از این پروفیل به عنوان درب، پنجره و … استفاده می‌شود.
مهم‌ترین مزیت استفاده ار این نوع پروفیل در ساخ درب و پنجره، بهینه سازی مصرف انرژی است. در حالی که درب و پنجره‌های آهنی، هدر رفت انرژی بالاتری دارند.
- پروفیل گالوانیزه
این نوع پروفیل، برای مقاوم سازی درب و پنجره‌های UPVC کاربرد دارد. بدین شکل که از هرز شدن پیچ‌ها و افتادگی بازشوهای درب و پنجره، جلوگیری به عمل می‌آورد.
مزیت دیگر این نوع پروفیل در مقاومت بالای آن در برابر فشارهای جوی است. یعنی در ساختمان‌های بلند و برج‌ها، در ارتفاعات بالاتر که با فشار و نیروی باد مواجه هستند، استحکام و فشار ساختمان و پنجره‌ها را افزایش می‌دهد.
- کاربرد صنعتی
پروفیل در صنایعی مانند صنعت خودرو سازی، ساخت پایه میز و مبل و صندلی، درب‌های آهنی بزرگ، کرکره‌های مغازه‌ها، لوازم پزشکی، جالباسی‌ها و لوازم منزل و … نیز کاربرد دارد.
یک دسته بندی دیگر برای انواع مختلف پروفیل وجود دارد و آن تقسیم بندی پروفیل سنگین و سبک است. پروفیل سنگین (ضخامت بالاتر از ۱.۵) از ورق سیاه به دست می‌آید و پروفیل سبک (ضخامت کم‌تر از ۱.۵) از ورق روغنی تولید می‌شود. هر دوی این ورق‌ها از فولاد ساخته می‌شوند. فقط ترکیبات و بعضاً فرآیندهای انجام شده روی آن‌ها متفاوت خواهد بود.
در ایران، کارخانه‌های زیادی هستند که اقدام به تولید پروفیل نبشی و ناودانی نموده‌اند. از جمله‌ی این کارخانه‌ها می‌توان کارخانه ناب تبریز، ماهان، آریان فولاد، یزد، فولاد تهران، ابهر، طنجان، ظهوریان مشهد، گروه صنعتی شکفته مشهد، صنایع نور میلاد یزد، اسپیرال، فولاد اصفهان سپاهان، منظومه، صنایع فولاد کوهپایه و … را نام برد که در بین این‌ها، کارخانه‌ی ناب تبریز، به تولید باکیفیت‌ترین این دسته محصولات مبادرت ورزیده است. با این همه به نسبت نیاز بازار، تولیدکنندگان کمی برای این محصول، وجود دارند. در نتیجه در بازار آهن آلات، شما تنوع و فراوانی کم‌تری از پروفیلها می‌بینید. (این امر در قیمت پروفیل، تأثیر منفی دارد.). دلیل اصلی کم تولید شدن این محصول، سخت بودن و پرهزینه بودن اتصالات پروفیلها است. برخی از شرکت‌ها برای حل کردن این مسأله، اقدام به تولید و استفاده از نوعی از اتصالات به نام ConXL نموده‌اند.
