Lisandite tootmine alumiiniumsulam

V: Alumiiniumisulam on metallisegu, mille põhikomponent on alumiinium. Muud elemendid, mida tavaliselt alumiiniumile lisatakse, on järgmised: vask, magneesium, mangaan, räni, tina, nikkel, tsink.

Alumiiniumi kasutatakse puhtal kujul harva, kuna see on pehme ja nõrk. Teised elemendid parandavad selle mehaanilisi omadusi ja muudavad selle sobivaks erinevateks rakendusteks.

V: Tootmises on alumiinium harva puhas. Selle asemel moodustavad tootjad sulameid, mis suurendavad märkimisväärselt alumiiniumi tugevust ja jäikust, säilitades samal ajal selle muud soovitavad omadused. Nii professionaalid kui ka mitteprofessionaalid võrdlevad sageli alumiiniumi ja terast, kuna neid kahte metalli kasutatakse nii paljude erinevate toodete jaoks.

Kuid alumiiniumi võrdlemine terasega on natuke nagu õunte võrdlemine apelsinidega: teras on juba sulam, alumiinium aga element. Süsinikteras, põhiline terase sulam, koosneb rauast (Fe) ja süsinikust (C). Puhas alumiinium on vaatamata oma paljudele võiduomadustele liiga pehme ega ole enamiku tööstuslike rakenduste jaoks piisavalt tugev. Kuid alumiiniumisulamid võivad olla kolmkümmend korda tugevamad kui puhas alumiinium ning tugevuse ja kaalu suhte poolest ületada regulaarselt terast.

V: Alumiinium vs roostevaba teras: peamised erinevused

• Tugevus

Roostevaba teras on raskem ja tugevam kui alumiinium. Tegelikult moodustab alumiinium umbes 1/3 terase kaalust. Kuigi roostevaba teras on tugevam, on alumiiniumil palju parem tugevuse ja kaalu suhe kui roostevabal terasel.

• Juhtivus

Teras on oma tiheda kaitsva oksiidikihi tõttu halb elektrijuht. Teisest küljest on alumiinium väga hea elektri- ja soojusjuht.

• Maksumus

Alumiinium on kulukam kui roostevaba teras, kui vaadata hinda kaalu alusel. Kuid kui vaatate hinda mahu järgi, on alumiinium kulutõhusam, kuna saate rohkem tooteid.

• Kuumakindlus

Roostevaba terase ja alumiiniumi võrdlemisel on roostevaba teras palju parem kuumuskindlus sulamistemperatuuriga 2500 ℉, samas kui alumiinium muutub väga pehmeks umbes 400 ℉ sulamistemperatuuriga 1220 ℉. Küll aga on alumiiniumil eelis terase ees külmades temperatuurides. Temperatuuri langedes suureneb alumiiniumi tõmbetugevus, teras aga muutub madalal temperatuuril rabedaks.

• Korrosioonikindlus

Alumiinium ei roosteta; see aga korrodeerub soolaga kokku puutudes. Roostevaba teras on väga korrosioonikindel ja ei roosteta kergesti. Lisaks on roostevaba teras mittepoorne, mis annab sellele suurema vastupidavuse korrosioonile.

• Keskkonnamõju, taaskasutatavus

Roostevaba teras on tuntud oma hea taaskasutatavuse poolest. Napa Recyclingi andmetel on teras maailmas enim taaskasutatud materjal. Sellel on selged magnetilised omadused, mis muudavad selle materjali hõlpsaks jäätmevoost taaskasutamiseks ringlussevõtuks. Lisaks jäävad terase omadused muutumatuks olenemata sellest, mitu korda terast ringlusse võetakse.

Kuigi teras on kõige enam ringlussevõetud materjal, on alumiinium kõigist materjalidest kõige enam taaskasutatav. Tegelikult on kasutuselt kõrvaldatud alumiinium väärtuslikum kui mis tahes muu materjal teie prügikastis. Peaaegu 75% kogu USA-s toodetud alumiiniumist on tänaseni kasutusel, sest alumiiniumi saab ikka ja jälle ringlusse võtta tõelises suletud ahelas. Alumiiniumi ringlussevõtu kohta lisateabe saamiseks külastage Alumiiniumiühingut.

• Alumiiniumi ja terase erinevad rakendused

Alumiinium ja teras on kõikjal. Kui vaatate mõnes kohas ringi, näete tõenäoliselt midagi, mis sisaldab üht neist metallidest. Allpool on toodud mõned roostevaba terase ja alumiiniumi levinumad rakendused.

V: Alumiiniumi plussid ja miinused

Plussid

• See on odavam variant
• Lõhnatu ja läbitungimatu
• Peegeldusvõime ja paindlikkus
• Kõrge töödeldavus ja taaskasutatavus
• Korrosioonikindlus
• Kõrge soojusjuhtivus ja elektrijuhtivus

Miinused

• Keeruline keevitusprotsess
• Korrodeerub kiiresti soolases vees
• See võib mõjutada pakendatud toidu maitset

V: Kuigi alumiinium ja titaan on suurepärased valikud mitmesuguste rakenduste jaoks, ei sobi need iga projekti jaoks. Enne unikaalsete rakenduste jaoks metalli valimist peate arvestama mitme teguriga, sealhulgas järgmisega:

Rakendused

Titaani ja alumiiniumi vastavad omadused muudavad need ideaalselt erinevateks rakendusteks. Näiteks sobib titaan suurepäraselt rakenduste jaoks, mis nõuavad kuumakindlaid materjale. Nende hulka kuuluvad meditsiinilised rakendused, satelliidikomponendid, merekomponendid ja inventar.

Samal ajal sobib alumiinium sõidukite ja jalgrataste raamide, jahutusradiaatorite, elektrijuhtmete, väikeste paatide ja muude kõrget soojusjuhtivust vajavate rakenduste jaoks.

Valikulised töödeldavuse protsessid

Teie projekti jaoks valitud materjal määrab teie lõpptoodete geomeetria. Samuti määrab see teie osade valmistamisel materjali töötlemise meetodi. Alumiinium sobib paremini erinevate protsessidega. See pakub kvaliteetseid komponente juhtudel, kui on vaja osi kiiresti valmistada.

Lisaks on selle materjaliga lihtsam töötada kui titaaniga ja see on parem valik keeruliste detailide valmistamiseks, millel on ranged tolerantsinõuded.

Maksumus

Tootmiskulud on üks põhitegureid, mida peate oma projekti jaoks metalli valimisel arvestama. Üldiselt on alumiinium kuluefektiivne metall, mida kasutatakse täppistöötluseks ja paljudeks muudeks prototüüpimisprotsessideks. Alumiiniumist on komponentide valmistamine sageli odavam kui titaanist.

Titaanil on alumiiniumiga võrreldes kõrged ekstraheerimis- ja tootmiskulud. Selle kõrge hind piirab selle rakendamist. Titaan on aga ideaalne materjal teie töötlemiseks, kui titaani töötlemise maksumus ei ole väljakutse.

Kaal ja tugevus

Titaan vs alumiinium kaal ja tugevus on muud erinevused nende metallide vahel. Titaani tihedus on 4500 kg/m3, vastupidiselt 2712 kg/m3 alumiiniumile. Selle tulemusena on titaan alumiiniumiga võrreldes raskem. See tähendab, et kerge toote saamiseks vajate töötlemisel vähem titaani.

Titaan on tugevuse osas parem valik. Selle tõmbetugevus varieerub vahemikus 230 MPa kuni 1400 MPa võrreldes alumiiniumiga, mille marginaal on 90 MPa kuni 690 MPa. Puhtal titaanil on väike võimsus, samal ajal kui puhas alumiinium on nõrgem. Siiski saate alumiiniumi kombineerida teiste metallisulamitega, et suurendada selle tugevust vastavalt oma vajadustele.

Tekkinud jäätmed

Töötlemisjäätmed on keerukate projekteerimisgeomeetriliste projektide käsitlemisel veel üks ülioluline tegur. Keeruline disainigeomeetria võib teie töötlemismeetodit piirata olenemata teie valitud materjalist. Selle tulemusena muutub üleliigse materjali ära freesimine vältimatuks. Mõnikord kasutab enamik tootjaid alumiiniumi prototüüpide valmistamiseks ja titaani kasutatakse eriotstarbeliste toodete väikeste partiide tootmiseks. Enamikul juhtudel on soovitatav valida odav alumiinium titaani asemel, kuna see aitab vähendada üldkulusid.

Esteetilised nõuded

Mõned freesitud osad nõuavad sageli esteetilise viimistluse jaoks spetsiifiliste värvide kasutamist. Titaan annab hõbedase pinna välimuse, mis paistab valguse all tumedam. Samal ajal on alumiinium hõbevalge välimusega. Valitud materjal määrab, kas teie tootel on hõbedane või tuhmhall. Mõlemad materjalid võivad siiski kasutada mitmesuguseid muid metallpindade viimistlemise protseduure, nagu rantpritsimine, poleerimine, kroomimine jne.

Järeldus

Titaan ja alumiinium on märkimisväärsete omaduste, vastavate eeliste ja rakendustega metallid. Vaatamata peaaegu sarnastele omadustele on neil individuaalsed rakendused, milles üks on sobivam kui teine. Kuigi titaan sobib ideaalselt kuumakindlateks rakendusteks, on alumiiniumil parim soojusjuhtivus, mida teie projekt vajab.

V: Mõlemal metallil on silmapaistvad vastupidavusomadused ja neid saab kasutada pikema aja jooksul. Sellest hoolimata on titaan esikohal vastupidavuse ja jäikuse poolest. Selle komponendid kestavad aastaid ilma kulumis- või rebenemismärkideta. Titaanil on suurepärane korrosioonikindlus ja see kestab kauem, kuna talub stressi.

V: Titaani on üsna lihtne eristada alumiiniumist, kasutades nende spetsiifilisi värve. Titaanil on tume hõbedane värv, samas kui alumiinium varieerub mitmel pinnal tavaliselt hõbevalgest tuhmhallini. Lisaks tundub titaan palju kõvem kui alumiinium. Alumiinium hõõrub viilimisel tavaliselt maha pehme materjali tüki, titaan aga mitte.

V: AlSi7Mg materjalil on nõrgem tahke lahuse kõvenemise efekt Si väiksema mahuosa tõttu, mille tulemuseks on väiksem tõmbetugevus, väiksem kõvadus ja suurem venivus kui AlSi10Mg materjalil. Pärast kuumtöötlemist mõlema materjali tõmbe- ja voolavuspiir vähenes, venivus suurenes.

V: AlSi10Mg on alumiiniumsulam, millel on suurepärased mehaanilised omadused koos väikese tiheduse, korrosioonikindluse ja suurepärase valatavusega, pakkudes samas kergeid ja paindlikke järeltöötlusvõimalusi.

Kuna sellel on kõrge tugevus, suhteliselt kõrge kõvadus ja kõrge soojusjuhtivus, kasutatakse seda osade jaoks, mis on suure koormusega.

Rakendused hõlmavad korpust ja kanaleid, mootoriosi, tootmistööriistu ja vorme nii prototüüpimiseks kui ka tootmiseks.

V: Kõige sagedamini kasutatavad MIG-alumiiniumkeevitustraadid on ER4043 ja ER5356. ER4043 on üldotstarbeline MIG-keevitustraat, mida kasutatakse 2014, 3003, 3004, 4043, 5052, 6061, 6062 ja 6063 alumiiniumsulamite keevitamiseks. Keevisõmblused tagavad suure elastsuse ja suurepärase vastupidavuse pragude tekkele.

V: Üldiselt hõlmavad metallist 3D-printerites kasutatavad metallipulbrid tööriistaterast, roostevaba terast, martensiiterasest, puhast titaani ja titaanisulameid, alumiiniumisulameid, niklipõhiseid sulamid, vasepõhiseid sulamid, koobalt-kroomisulamid jne.

V: sulam 3003: kõigist alumiiniumisulamitest enim kasutatav. Kaubanduslikult puhas alumiinium, millele on tugevuse suurendamiseks lisatud mangaani (20% tugevam kui 1100 klass). Sellel on suurepärane korrosioonikindlus ja töökindlus. See klass võib olla sügavtõmmatud või kedratud, keevitatud või kõvajoodisega.