Additiv fremstilling af aluminiumslegering

A: Aluminiumslegering er en metalblanding, hvor aluminium er hovedkomponenten. Andre elementer, der typisk tilsættes til aluminium omfatter: kobber, magnesium, mangan, silicium, tin, nikkel, zink.

Aluminium bruges sjældent i sin rene form, fordi det er blødt og svagt. De andre elementer forbedrer dens mekaniske egenskaber og gør den velegnet til forskellige anvendelser.

A: I fremstillingen er aluminium sjældent rent. I stedet danner producenter legeringer, der dramatisk øger aluminiums styrke og stivhed, mens de bevarer dets andre ønskværdige egenskaber. Både professionelle og ikke-professionelle foretager ofte sammenligninger mellem aluminium og stål, fordi de to metaller begge bruges til så mange forskellige produkter.

Men at sammenligne aluminium med stål er lidt som at sammenligne æbler med appelsiner: Stål er allerede en legering, mens aluminium er et grundstof. Kulstofstål, en grundlæggende stållegering, er sammensat af jern (Fe) og kulstof (C). Rent aluminium er på trods af sine mange vindende egenskaber for blødt og ikke stærkt nok til de fleste industrielle anvendelser. Men aluminiumslegeringer kan være tredive gange stærkere end rent aluminium og regelmæssigt overgå stål i styrke-til-vægt-forhold.

A: Aluminium vs rustfrit stål: nøgleforskelle

• Styrke

Rustfrit stål er tungere og stærkere end aluminium. Faktisk er aluminium omkring 1/3 vægten af ​​stål. Selvom rustfrit stål er stærkere, har aluminium et meget bedre styrke/vægtforhold end rustfrit stål.

• Ledningsevne

Stål er en dårlig leder af elektricitet på grund af dets tætte beskyttende oxidlag. På den anden side er aluminium en meget god elektrisk og termisk leder.

• Koste

Aluminium er et dyrere end rustfrit stål, hvis man ser på prisen baseret på vægt. Men hvis du ser på pris efter volumen, er aluminium mere omkostningseffektivt, fordi du får mere produkt.

• Varmemodstand

Når man sammenligner rustfrit stål vs aluminium, har rustfrit stål meget bedre modstandsdygtighed over for varme med et smeltepunkt på 2500 ℉, mens aluminium bliver meget blødt omkring 400 ℉ med et smeltepunkt på 1220 ℉. Aluminium har dog en fordel frem for stål i kolde temperaturer. Når temperaturen falder, øges aluminiums trækstyrke, mens stål bliver skørt ved lave temperaturer.

• Korrosionsbestandighed

Aluminium ruster ikke; det korroderer dog, når det udsættes for salt. Rustfrit stål er meget korrosionsbestandigt og ruster ikke let. Derudover er rustfrit stål ikke-porøst, hvilket giver det mere modstandsdygtighed over for korrosion.

• Miljøpåvirkning, genanvendelighed

Rustfrit stål er kendt for sin gode genanvendelighed. Ifølge Napa Recycling er stål det mest genbrugte materiale i verden. Det har distinkte magnetiske egenskaber, der gør det til et let materiale at genvinde fra affaldsstrømmen til genbrug. Derudover forbliver stålets egenskaber uændrede, uanset hvor mange gange stålet genanvendes.

Selvom stål er det mest genanvendelige materiale, er aluminium det mest genanvendelige af alle materialer. Faktisk er kasseret aluminium mere værdifuldt end noget andet materiale i din genbrugsspand. Næsten 75 % af alt aluminium produceret i USA er stadig i brug i dag, fordi aluminium kan genbruges igen og igen i et ægte lukket kredsløb. For at lære mere om genbrug af aluminium, besøg Aluminium Association.

• Forskellige anvendelser af aluminium vs stål

Aluminium og stål er overalt. Hvis du ser dig omkring på et givet sted, er chancerne for, at du vil se noget, der indeholder et af disse metaller. Nedenfor er nogle almindelige anvendelser af rustfrit stål og aluminium.

A: Fordele og ulemper ved aluminium

Fordele

• Det er en billigere mulighed
• Lugtfri og uigennemtrængelig
• Refleksion og fleksibilitet
• Høj bearbejdelighed og genanvendelighed
• Korrosionsbestandighed
• Høj varmeledningsevne og elektrisk ledningsevne

Ulemper

• Vanskelig svejseproces
• Ætser hurtigt i saltvand
• Det kan påvirke smagen af ​​emballeret mad

A: Selvom aluminium og titanium er fremragende valg til en lang række applikationer, er de ikke egnede til ethvert projekt. Før du vælger et metal til dine unikke applikationer, skal du overveje flere faktorer, herunder følgende:

Ansøgninger

De respektive egenskaber af titanium og aluminium gør dem ideelle til forskellige anvendelser. For eksempel er titanium perfekt til applikationer, der kræver varmebestandige materialer. Disse omfatter medicinske applikationer, satellitkomponenter, marinekomponenter og inventar.

I mellemtiden er aluminium velegnet til køretøjs- og cykelrammer, køleplader, elektriske ledere, små både og andre applikationer, der kræver høj varmeledningsevne.

Valgfri bearbejdelighedsprocesser

Det materiale, du vælger til dit projekt, bestemmer geometrien af ​​dine slutprodukter. Det bestemmer også den bearbejdningsmetode, der bruges til materialet, mens du producerer dine dele. Aluminium er mere kompatibelt med en lang række processer. Det giver komponenter af høj kvalitet i tilfælde, hvor du skal lave dele hurtigt.

Dette materiale er også lettere at arbejde med end titanium og er den bedre mulighed for at lave indviklede dele med snævre tolerancekrav.

Koste

Produktionsomkostninger er en af ​​de grundlæggende faktorer, du skal overveje, når du vælger et metal til dit projekt. Generelt er aluminium et omkostningseffektivt metal, der bruges til præcisionsbearbejdning og mange andre prototypeprocesser. Fremstilling af komponenter er ofte billigere med aluminium end med titanium.

Titanium har høje udvindings- og fremstillingsomkostninger sammenlignet med aluminium. Dens høje pris begrænser dens anvendelse. Imidlertid er titanium et ideelt materiale til dine bearbejdningsformål, hvis bearbejdningsomkostningerne for titanium ikke er en udfordring.

Vægt og styrke

Titan vs. aluminium vægt og styrke er andre forskelle mellem disse metaller. Titanium har en densitet på 4500 kg/m3 i modsætning til de 2712 kg/m3 aluminium. Som et resultat er titanium tungere sammenlignet med aluminium. Det betyder, at du kræver mindre titanium i din bearbejdning for at have et letvægtsprodukt.

Titanium er det bedre valg, når det kommer til styrke. Dens trækstyrke varierer fra 230 MPa til 1400 MPa sammenlignet med aluminium, som har en margin på 90 MPa til 690 MPa. Rent titanium har lav effekt, mens rent aluminium er svagere. Du kan dog kombinere aluminium med andre metallegeringer for at forbedre dets styrke baseret på dine behov.

Produceret affald

Bearbejdning af affald er en anden afgørende faktor ved håndtering af komplekse designgeometriske projekter. Komplekse designgeometrier kan begrænse din bearbejdningsmetode uanset dit valgte materiale. Som følge heraf bliver det uundgåeligt at fræse overskydende materiale væk. Nogle gange bruger de fleste producenter aluminium til prototyping, og titanium bruges til små batchproduktioner af specialprodukter. I de fleste tilfælde er det tilrådeligt at vælge billigt aluminium frem for titanium, da det hjælper med at reducere de samlede omkostninger.

Æstetiske krav

Nogle fræsede dele kræver ofte påføring af specifikke farver til æstetisk efterbehandling. Titanium giver et sølvoverfladelook, der virker mørkere, når det er under lyset. I mellemtiden har aluminium et sølvhvidt udseende. Det materiale, du vælger, afgør, om dit produkt har en sølvfarvet eller kedelig grå farve. Begge materialer kan dog tage forskellige andre metaloverfladebehandlingsprocedurer som perleblæsning, polering, forkromning osv.

Konklusion

Titan og aluminium er metaller med bemærkelsesværdige egenskaber, respektive fordele og anvendelser. På trods af at de har næsten ens egenskaber, har de individuelle applikationer, hvor den ene er mere egnet end den anden. Mens titanium er ideelt til varmebestandige applikationer, har aluminium den bedste termiske ledningsevne, som dit projekt har brug for.

A: Begge metaller har enestående holdbarhedsegenskaber og kan bruge dem i en længere periode. Ikke desto mindre kommer titanium først med hensyn til holdbarhed og stivhed. Dens komponenter holder i årevis uden tegn på slid eller ælde. Titanium har fremragende korrosionsbestandighed og holder længere, fordi det kan modstå stress.

A: Det er ret nemt at skelne titanium fra aluminium ved hjælp af deres specifikke farver. Titanium har en mørk sølvfarve, mens aluminium normalt varierer fra sølvhvid til mat grå på flere overflader. Derudover føles titanium meget hårdere end aluminium. Aluminium gnider normalt en klump af blødt materiale af, når det files, mens titanium ikke gør det.

A: AlSi7Mg-materialet har en svagere hærdningseffekt i fast opløsning på grund af lavere volumenfraktion af Si, hvilket resulterer i lavere trækstyrke, lavere hårdhed og højere forlængelse end AlSi10Mg-materialet. Efter varmebehandlingen faldt begge materialers trækstyrke og flydespænding, og forlængelsen steg.

A: AlSi10Mg er en aluminiumslegering med fremragende mekaniske egenskaber kombineret med lav densitet, korrosionsbestandighed og fremragende støbeevne, samtidig med at den tilbyder lette og fleksible efterbehandlingsmuligheder.

Fordi det giver høj styrke, relativt høj hårdhed og høj varmeledningsevne, bruges det til dele, der er udsat for høje belastninger.

Anvendelser omfatter hus og kanalsystemer, motordele, produktionsværktøjer og forme til både prototyping og fremstillingsformål.

A: De mest almindeligt anvendte MIG-aluminiumssvejsetråde er ER4043 og ER5356. ER4043 er en generel MIG-svejsetråd, der bruges til at svejse 2014, 3003, 3004, 4043, 5052, 6061, 6062 og 6063 aluminiumslegeringer. Svejsningerne giver høj duktilitet og fremragende modstand mod revner.

A: Generelt kan man sige, at de metalpulvere, der bruges i metal 3D-printere, omfatter værktøjsstål, rustfrit stål, martensitisk stål, rent titanium og titanlegeringer, aluminiumslegeringer, nikkelbaserede legeringer, kobberbaserede legeringer, kobolt-kromlegeringer osv.

A: Legering 3003: Den mest udbredte af alle aluminiumslegeringer. Et kommercielt rent aluminium tilsat mangan for at øge dets styrke (20% stærkere end 1100-kvaliteten). Det har fremragende korrosionsbestandighed og bearbejdelighed. Denne kvalitet kan være dybttrukket eller spundet, svejset eller loddet.