Aditivna proizvodnja Aluminijske legure

O: Aluminijska legura je mješavina metala u kojoj je aluminij glavna komponenta. Ostali elementi koji se obično dodaju aluminijumu uključuju: bakar, magnezijum, mangan, silicijum, kalaj, nikl, cink.

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

O: U proizvodnji, aluminijum je retko čist. Umjesto toga, proizvođači formiraju legure koje dramatično povećavaju snagu i krutost aluminija, dok zadržavaju njegova druga poželjna svojstva. I profesionalci i neprofesionalci često prave poređenja između aluminijuma i čelika, jer se oba metala koriste za tako širok spektar proizvoda.

Ali poređenje aluminijuma sa čelikom je pomalo kao poređenje jabuka sa narandžama: čelik je već legura, dok je aluminijum element. Ugljični čelik, osnovna čelična legura, sastoji se od željeza (Fe) i ugljika (C). Čisti aluminij, unatoč brojnim pobjedničkim svojstvima, previše je mekan i nedovoljno jak za većinu industrijskih primjena. Ali legure aluminijuma mogu biti trideset puta jače od čistog aluminijuma i redovno premašuju čelik u odnosu snage i težine.

O: Aluminijum naspram nerđajućeg čelika: ključne razlike

• Snaga

Nerđajući čelik je teži i jači od aluminijuma. U stvari, aluminijum 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 provodnik električne energije zbog svog gustog zaštitnog oksidnog sloja. S druge strane, aluminijum je veoma dobar električni i toplotni provodnik.

• Troškovi

Aluminij je skuplji od nehrđajućeg čelika ako gledate cijenu na osnovu težine. Ali, ako pogledate cijenu prema zapremini, Aluminij je isplativiji jer dobijate više proizvoda.

• Otpornost na toplotu

Kada se poredi nerđajući čelik u odnosu na aluminijum, nerđajući čelik ima mnogo bolju otpornost na toplotu sa tačkom topljenja od 2500 ℉, dok aluminijum postaje veoma mekan oko 400 ℉ sa tačkom topljenja od 1220 ℉. Međutim, aluminij ima prednost u odnosu na čelik na niskim temperaturama. Kako temperatura pada, vlačna čvrstoća aluminija raste, dok čelik postaje lomljiv na niskim temperaturama.

• Otpornost na koroziju

Aluminijum ne rđa; međutim, korodira kada je izložen soli. Nerđajući čelik je veoma otporan na koroziju i ne hrđa. Osim toga, nerđajući čelik nije porozan što mu daje veću otpornost na koroziju.

• Uticaj na okoliš, mogućnost recikliranja

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

Iako je čelik materijal koji se najviše reciklira, aluminij se od svih materijala najviše može reciklirati. Zapravo, odbačeni aluminijum je vredniji od bilo kog drugog materijala u vašoj kanti za reciklažu. Gotovo 75% ukupnog aluminija proizvedenog u SAD-u je i danas u upotrebi jer se aluminij može reciklirati iznova i iznova u istinskoj zatvorenoj petlji. Da biste saznali više o recikliranju aluminija, posjetite Udruženje za aluminijum.

• Različite primjene aluminija naspram čelika

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

O: Prednosti i nedostaci aluminijuma

Pros

• To je jeftinija opcija
• Bez mirisa i nepropusna
• Reflektivnost i fleksibilnost
• Visoka obradivost i mogućnost recikliranja
• Otpornost na koroziju
• Visoka toplotna provodljivost i električna provodljivost

Cons

• Težak proces zavarivanja
• Brzo korodira u slanoj vodi
• Može uticati na ukus upakovane hrane

O: Iako su aluminijum i titanijum odličan izbor za širok spektar primena, nisu prikladni za svaki projekat. Prije nego što odaberete metal za svoju jedinstvenu primjenu, morate uzeti u obzir nekoliko faktora, uključujući sljedeće:

Prijave

Odgovarajuća svojstva titanijuma i aluminijuma čine ih idealnim za različite primene. Na primjer, titan je savršen za aplikacije koje zahtijevaju materijale otporne na toplinu. To uključuje medicinske aplikacije, satelitske komponente, pomorske komponente i pribor.

U međuvremenu, aluminijum je pogodan za okvire vozila i bicikala, hladnjake, električne provodnike, male čamce i druge aplikacije kojima je potrebna visoka toplotna provodljivost.

Opcioni procesi obradivosti

Materijal koji odaberete za svoj projekat određuje geometriju vaših konačnih proizvoda. Također, određuje metodu obrade materijala koji se koristi prilikom proizvodnje vaših dijelova. Aluminij je kompatibilniji sa širokim spektrom procesa. Pruža visokokvalitetne komponente u slučajevima kada trebate brzo napraviti dijelove.

Takođe, sa ovim materijalom je lakše raditi nego sa titanijumom i bolja je opcija za izradu složenih delova sa strogim zahtevima tolerancije.

Troškovi

Troškovi proizvodnje jedan su od osnovnih faktora koje morate uzeti u obzir pri odabiru metala za svoj projekat. Generalno, aluminijum je isplativ metal koji se koristi za preciznu mašinsku obradu i mnoge druge procese izrade prototipa. Proizvodnja komponenti je često jeftinija sa aluminijumom nego sa titanijumom.

Titanijum ima visoke troškove ekstrakcije i proizvodnje u poređenju sa aluminijumom. Njegova visoka cijena ograničava njegovu primjenu. Međutim, titan je idealan materijal za vašu mašinsku obradu ako troškovi obrade titanijuma nisu izazov.

Težina i snaga

Težina i čvrstoća titanijuma u odnosu na aluminijum su druge razlike između ovih metala. Titanijum ima gustinu od 4500 kg/m3 za razliku od aluminijuma od 2712 kg/m3. Kao rezultat toga, titanijum je teži u poređenju sa aluminijumom. To znači da vam je potrebno manje titana u mašinskoj obradi da biste imali lagani proizvod.

Titanijum je bolji izbor kada je u pitanju snaga. Njegova vlačna čvrstoća varira od 230 MPa do 1400 MPa u poređenju sa aluminijumom, koji ima marginu od 90 MPa do 690 MPa. Čisti titanijum ima malu snagu, dok je čisti aluminijum slabiji. Međutim, možete kombinirati aluminij s drugim metalnim legurama kako biste poboljšali njegovu snagu na osnovu vaših potreba.

Proizveden otpad

Otpad od mašinske obrade je još jedan ključni faktor pri rukovanju složenim geometrijskim projektima. Složena geometrija dizajna može ograničiti vašu metodu obrade bez obzira na odabrani materijal. Kao rezultat toga, glodanje viška materijala postaje neizbježno. Ponekad većina proizvođača koristi aluminij za izradu prototipa, a titan se koristi za proizvodnju malih serija proizvoda posebne namjene. U većini slučajeva, savjetuje se odabir jeftinog aluminija umjesto titanijuma jer pomaže u smanjenju ukupnih troškova.

Estetski zahtjevi

Neki brušeni dijelovi često zahtijevaju primjenu posebnih boja za estetsku završnu obradu. Titanijum daje srebrnu površinu koja izgleda tamnije kada je pod svjetlom. U međuvremenu, aluminijum ima srebrno-bijeli izgled. Materijal koji odaberete će odrediti da li vaš proizvod ima srebrnu ili zagasito sivu boju. Međutim, oba materijala mogu podnijeti razne druge postupke završne obrade metalnih površina kao što su pjeskarenje, poliranje, hromiranje itd.

Zaključak

Titanijum i aluminijum su metali sa izuzetnim svojstvima, odgovarajućim prednostima i primenama. Unatoč tome što imaju gotovo slične kvalitete, imaju pojedinačne primjene u kojima je jedna prikladnija od druge. Dok je titanijum idealan za aplikacije otporne na toplotu, aluminijum ima najbolju toplotnu provodljivost koja je potrebna vašem projektu.

O: Oba metala posjeduju izvanredna svojstva izdržljivosti i mogu ih koristiti tokom dužeg perioda. Ipak, titan je na prvom mjestu u pogledu izdržljivosti i krutosti. Njegove komponente traju godinama bez znakova habanja ili habanja. Titanijum ima odličnu otpornost na koroziju i traje duže jer može izdržati stres.

O: Prilično je lako razlikovati titanijum od aluminijuma koristeći njihove specifične boje. Titanijum ima tamno srebrnu boju, dok aluminij obično varira od srebrno bijele do zagasito sive boje na nekoliko površina. Pored toga, titanijum je mnogo tvrđi od aluminijuma. Aluminijum obično trlja komad mekog materijala kada se turpija, dok titan ne čini.

O: AlSi7Mg materijal ima slabiji efekat stvrdnjavanja u čvrstoj otopini zbog manjeg volumnog udjela Si, što rezultira nižom vlačnom čvrstoćom, manjom tvrdoćom i većim izduženjem od materijala AlSi10Mg. Nakon termičke obrade došlo je do smanjenja vlačne i čvrstoće tečenja oba materijala, a rastezanje raste.

O: AlSi10Mg je legura aluminijuma sa odličnim mehaničkim svojstvima u kombinaciji sa malom gustinom, otpornošću na koroziju i odličnom mogućnošću livenja, dok nudi lagane i fleksibilne opcije naknadne obrade.

Budući da nudi visoku čvrstoću, relativno visoku tvrdoću i visoku toplotnu provodljivost, koristi se za dijelove koji su podložni velikim opterećenjima.

Primjene uključuju kućišta i kanale, dijelove motora, proizvodne alate i kalupe kako za izradu prototipa tako i za potrebe proizvodnje.

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

O: Uopšteno govoreći, metalni prahovi koji se koriste u metalnim 3D štampačima uključuju alatni čelik, nerđajući čelik, martenzitni čelik, čisti titan i legure titana, legure aluminijuma, legure na bazi nikla, legure na bazi bakra, legure kobalta i hroma, itd.

O: Legura 3003: Najšire korištena od svih aluminijskih legura. Komercijalno čisti aluminijum sa dodatkom mangana za povećanje njegove čvrstoće (20% jači od klase 1100). Ima odličnu otpornost na koroziju i obradivost. Ova vrsta može biti duboko izvučena ili predena, zavarena ili lemljena.