Aluminijska legura za proizvodnju aditiva

O: Aluminijska legura je mješavina metala u kojoj je aluminij glavna komponenta. Ostali elementi koji se obično dodaju aluminiju uključuju: bakar, magnezij, mangan, silicij, kositar, nikal, cink.

Aluminij se rijetko koristi u svom čistom obliku jer je mekan i slab. Ostali elementi poboljšavaju njegova mehanička svojstva i čine ga prikladnim za različite primjene.

O: U proizvodnji, aluminij je rijetko čist. Umjesto toga, proizvođači stvaraju legure koje dramatično povećavaju čvrstoću i krutost aluminija, a istovremeno zadržavaju njegova druga poželjna svojstva. I profesionalci i neprofesionalci često uspoređuju aluminij i čelik, jer se oba metala koriste za široku paletu proizvoda.

Ali usporedba aluminija s čelikom pomalo je poput usporedbe jabuka s narančama: čelik je već legura, dok je aluminij element. Ugljični čelik, osnovna legura čelika, sastoji se od željeza (Fe) i ugljika (C). Čisti aluminij, unatoč mnogim pobjedničkim svojstvima, previše je mekan i nedovoljno čvrst za većinu industrijskih primjena. Ali aluminijske legure mogu biti trideset puta jače od čistog aluminija i redovito premašuju čelik u omjerima čvrstoće i težine.

A: Aluminij u odnosu na nehrđajući čelik: ključne razlike

• Snaga

Nehrđajući čelik je teži i jači od aluminija. Zapravo, aluminij je oko 1/3 težine čelika. Iako je nehrđajući čelik jači, aluminij ima mnogo bolji omjer čvrstoće i težine od nehrđajućeg čelika.

• Provodljivost

Čelik je loš vodič električne energije zbog svog gustog zaštitnog sloja oksida. S druge strane, aluminij je vrlo dobar električni i toplinski vodič.

• trošak

Aluminij je skuplji od nehrđajućeg čelika ako gledate cijenu na temelju težine. Ali, ako gledate cijenu prema volumenu, aluminij je isplativiji jer dobivate više proizvoda.

• Otpornost na toplinu

Kada se uspoređuje nehrđajući čelik s aluminijem, nehrđajući čelik ima mnogo bolju otpornost na toplinu s talištem od 2500 ℉, dok aluminij postaje vrlo mekan oko 400 ℉ s talištem od 1220 ℉. Međutim, aluminij ima prednost u odnosu na čelik na niskim temperaturama. Snižavanjem temperature raste vlačna čvrstoća aluminija, dok čelik na niskim temperaturama postaje krt.

• Otpornost na koroziju

Aluminij ne hrđa; međutim, korodira kada je izložen soli. Nehrđajući čelik vrlo je otporan na koroziju i ne hrđa lako. Osim toga, nehrđajući čelik je neporozan što mu daje veću otpornost na koroziju.

• Utjecaj na okoliš, mogućnost recikliranja

Nehrđajući čelik poznat je po svojoj dobroj mogućnosti recikliranja. Prema Napa Recyclingu, čelik je materijal koji se najviše reciklira na svijetu. Ima izrazita magnetska svojstva koja ga čine materijalom koji se lako oporavlja iz toka otpada za recikliranje. Osim toga, svojstva čelika ostaju nepromijenjena bez obzira koliko se puta čelik reciklirao.

Iako je čelik materijal koji se najviše reciklira, aluminij se od svih materijala najviše reciklira. Zapravo, odbačeni aluminij je vrjedniji od bilo kojeg drugog materijala u vašoj kanti za recikliranje. Gotovo 75% ukupnog aluminija proizvedenog u SAD-u još uvijek je u upotrebi jer se aluminij može reciklirati uvijek iznova u pravom zatvorenom krugu. Da biste saznali više o recikliranju aluminija, posjetite Aluminium Association.

• Različite primjene aluminija u odnosu na čelik

Aluminij i čelik su posvuda. Ako pogledate bilo koje mjesto oko sebe, velike su šanse da ćete vidjeti nešto što sadrži jedan od ovih metala. Ispod su neke uobičajene primjene nehrđajućeg čelika i aluminija.

O: Za i protiv aluminija

Pros

• To je jeftinija opcija
• Bez mirisa i nepropustan
• Reflektivnost i fleksibilnost
• Visoka obradivost i mogućnost recikliranja
• Otpornost na koroziju
• Visoka toplinska vodljivost i električna vodljivost

Protiv

• Težak postupak zavarivanja
• Brzo korodira u slanoj vodi
• Može utjecati na okus zapakirane hrane

O: Dok su aluminij i titan izvrsni izbori za razne primjene, nisu prikladni za svaki projekt. Prije nego odaberete metal za svoju jedinstvenu primjenu, morate uzeti u obzir nekoliko čimbenika, uključujući sljedeće:

Prijave

Svojstva titana i aluminija čine ih idealnim za razne primjene. Na primjer, titan je savršen za primjene koje zahtijevaju materijale otporne na toplinu. To uključuje medicinske aplikacije, satelitske komponente, pomorske komponente i opremu.

U međuvremenu, aluminij je prikladan za okvire vozila i bicikala, hladnjake, električne vodiče, male brodove i druge primjene koje zahtijevaju visoku toplinsku vodljivost.

Izborni procesi obradivosti

Materijal koji odaberete za svoj projekt određuje geometriju vaših konačnih proizvoda. Također, određuje metodu strojne obrade koja se koristi za materijal tijekom proizvodnje vaših dijelova. Aluminij je kompatibilniji sa širokim rasponom procesa. Pruža visokokvalitetne komponente u slučajevima kada trebate brzo izraditi dijelove.

Također, s ovim je materijalom lakše raditi nego s titanom i bolja je opcija za izradu složenih dijelova s ​​uskim zahtjevima tolerancije.

trošak

Trošak proizvodnje jedan je od temeljnih čimbenika koje morate uzeti u obzir pri odabiru metala za svoj projekt. Općenito, aluminij je isplativ metal koji se koristi za preciznu strojnu obradu i mnoge druge procese izrade prototipova. Izrada komponenti često je jeftinija s aluminijem nego s titanom.

Titan ima visoke troškove ekstrakcije i proizvodnje u usporedbi s aluminijem. Njegova visoka cijena ograničava njegovu primjenu. Međutim, titan je idealan materijal za vaše potrebe strojne obrade ako cijena strojne obrade titana nije izazov.

Težina i snaga

Težina i čvrstoća titana u odnosu na aluminij druge su razlike između ovih metala. Titan ima gustoću od 4500 kg/m3 za razliku od 2712 kg/m3 aluminija. Kao rezultat toga, titan je teži u usporedbi s aluminijem. To znači da vam je potrebno manje titana u obradi kako biste dobili lagani proizvod.

Titan je bolji izbor kada je u pitanju čvrstoća. Njegova vlačna čvrstoća varira od 230 MPa do 1400 MPa u usporedbi s aluminijem, koji ima marginu od 90 MPa do 690 MPa. Čisti titan ima malu snagu, dok je čisti aluminij slabiji. Međutim, možete kombinirati aluminij s drugim metalnim legurama kako biste povećali njegovu čvrstoću na temelju svojih potreba.

Proizvedeni otpad

Strojni otpad još je jedan ključni čimbenik pri rukovanju složenim projektima geometrije dizajna. Složena geometrija dizajna može ograničiti vašu metodu obrade bez obzira na odabrani materijal. Kao rezultat toga, mljevenje viška materijala postaje neizbježno. Ponekad većina proizvođača koristi aluminij za izradu prototipa, a titan za proizvodnju malih serija proizvoda posebne namjene. U većini slučajeva preporučljivo je odabrati jeftini aluminij umjesto titana jer pomaže smanjiti ukupne troškove.

Estetski zahtjevi

Neki glodani dijelovi često zahtijevaju nanošenje specifičnih boja za estetsku završnu obradu. Titan daje izgled srebrne površine koja izgleda tamnije pod svjetlom. U međuvremenu, aluminij ima srebrno-bijeli izgled. Materijal koji odaberete odredit će hoće li vaš proizvod imati srebrnu ili mutno sivu boju. Međutim, oba materijala mogu podnijeti razne druge postupke završne obrade metalnih površina kao što su pjeskarenje, poliranje, kromiranje itd.

Zaključak

Titan i aluminij su metali s izvanrednim svojstvima, odgovarajućim prednostima i primjenama. Unatoč gotovo sličnim kvalitetama, imaju pojedinačne primjene u kojima je jedna prikladnija od druge. Dok je titan idealan za aplikacije otporne na toplinu, aluminij ima najbolju toplinsku vodljivost koju vaš projekt treba.

O: Oba metala posjeduju izvanredna svojstva izdržljivosti i mogu se koristiti dulje vrijeme. Ipak, titan je na prvom mjestu po pitanju trajnosti i krutosti. Njegove komponente traju godinama bez znakova habanja. Titan ima izvrsnu otpornost na koroziju i dulje traje jer može izdržati stres.

O: Prilično je lako razlikovati titan od aluminija pomoću njihovih specifičnih boja. Titan ima tamno srebrnu boju, dok aluminij obično varira od srebrno bijele do mutno sive na nekoliko površina. Osim toga, titan se čini mnogo tvrđim od aluminija. Aluminij obično trlja grumen mekog materijala kada se turpija, dok titan ne.

O: Materijal AlSi7Mg ima slabiji učinak otvrdnjavanja u krutoj otopini zbog manjeg volumnog udjela Si, što rezultira nižom vlačnom čvrstoćom, nižom tvrdoćom i većim istezanjem od materijala AlSi10Mg. Nakon toplinske obrade vlačna granica i granica razvlačenja oba materijala su se smanjili, a istezanje se povećalo.

O: AlSi10Mg je aluminijska legura s izvrsnim mehaničkim svojstvima u kombinaciji s niskom gustoćom, otpornošću na koroziju i izvrsnom sposobnošću lijevanja, a istovremeno nudi lagane i fleksibilne mogućnosti naknadne obrade.

Budući da nudi visoku čvrstoću, relativno visoku tvrdoću i visoku toplinsku vodljivost, koristi se za dijelove koji su izloženi velikim opterećenjima.

Primjene uključuju kućišta i kanale, dijelove motora, proizvodne alate i kalupe za izradu prototipa i proizvodnju.

O: Najčešće korištene MIG žice za zavarivanje aluminija su ER4043 i ER5356. ER4043 je žica za MIG zavarivanje opće namjene koja se koristi za zavarivanje aluminijskih legura 2014, 3003, 3004, 4043, 5052, 6061, 6062 i 6063. Varovi pružaju visoku duktilnost i izvrsnu otpornost na pucanje.

O: Općenito govoreći, metalni prah koji se koristi u metalnim 3D printerima uključuje alatni čelik, nehrđajući čelik, martenzitni čelik, čisti titan i legure titana, legure aluminija, legure na bazi nikla, legure na bazi bakra, legure kobalta i kroma itd.

A: Legura 3003: Najraširenija od svih aluminijskih legura. Komercijalno čisti aluminij s dodatkom mangana za povećanje čvrstoće (20% jači od razreda 1100). Ima izvrsnu otpornost na koroziju i obradivost. Ovaj stupanj može biti duboko vučen ili preden, zavaren ili lemljen.