Additiv produksjon av aluminiumslegering

A: Aluminiumslegering er en metallblanding der aluminium er hovedkomponenten. Andre elementer som vanligvis legges til aluminium inkluderer: kobber, magnesium, mangan, silisium, tinn, nikkel, sink.

Aluminium brukes sjelden i sin rene form fordi det er mykt og svakt. De andre elementene forbedrer dens mekaniske egenskaper og gjør den egnet for ulike bruksområder.

A: I produksjon er aluminium sjelden rent. I stedet danner produsenter legeringer som dramatisk øker aluminiums styrke og stivhet, samtidig som de beholder sine andre ønskelige egenskaper. Både profesjonelle og ikke-profesjonelle gjør ofte sammenligninger mellom aluminium og stål, fordi de to metallene begge brukes til et så stort utvalg av produkter.

Men å sammenligne aluminium med stål er litt som å sammenligne epler med appelsiner: stål er allerede en legering, mens aluminium er et element. Karbonstål, en grunnleggende stållegering, er sammensatt av jern (Fe) og karbon (C). Rent aluminium er, til tross for sine mange vinnende egenskaper, for mykt og ikke sterkt nok for de fleste industrielle bruksområder. Men aluminiumslegeringer kan være tretti ganger sterkere enn rent aluminium, og regelmessig overgå stål i styrke-til-vekt-forhold.

A: Aluminium vs rustfritt stål: Viktige forskjeller

• Styrke

Rustfritt stål er tyngre og sterkere enn aluminium. Faktisk er aluminium rundt 1/3 av stålets vekt. Selv om rustfritt stål er sterkere, har aluminium et mye bedre forhold mellom styrke og vekt enn rustfritt stål.

• Konduktivitet

Stål er en dårlig leder av elektrisitet på grunn av det tette beskyttende oksidlaget. På den annen side er aluminium en veldig god elektrisk og termisk leder.

• Koste

Aluminium er et mer kostbart enn rustfritt stål hvis du ser på pris basert på vekt. Men hvis du ser på pris etter volum, er aluminium mer kostnadseffektivt fordi du får mer produkt.

• Varme motstand

Når man sammenligner rustfritt stål vs aluminium, har rustfritt stål mye bedre motstand mot varme med et smeltepunkt på 2500 ℉, mens aluminium blir veldig mykt rundt 400 ℉ med et smeltepunkt på 1220 ℉. Aluminium har imidlertid fordelen fremfor stål i kalde temperaturer. Når temperaturen synker, øker strekkfastheten til aluminium, mens stål blir sprøtt ved lave temperaturer.

• Korrosjonsbestandighet

Aluminium ruster ikke; den korroderer imidlertid når den utsettes for salt. Rustfritt stål er svært korrosjonsbestandig og ruster ikke lett. I tillegg er rustfritt stål ikke-porøst som gir det mer motstand mot korrosjon.

• Miljøpåvirkning, resirkulerbarhet

Rustfritt stål er kjent for sin gode resirkulerbarhet. Ifølge Napa Recycling er stål det mest resirkulerte materialet i verden. Det har distinkte magnetiske egenskaper som gjør det til et enkelt materiale å gjenvinne fra avfallsstrømmen for resirkulering. I tillegg forblir stålets egenskaper uendret uansett hvor mange ganger stålet resirkuleres.

Selv om stål er det mest resirkulerte materialet, er aluminium det mest resirkulerbare av alle materialer. Faktisk er kassert aluminium mer verdifullt enn noe annet materiale i resirkuleringsboksen. Nesten 75 % av alt aluminium produsert i USA er fortsatt i bruk i dag fordi aluminium kan resirkuleres om og om igjen i en ekte lukket sløyfe. For å lære mer om resirkulering av aluminium, besøk Aluminum Association.

• Ulike bruksområder for aluminium vs stål

Aluminium og stål er overalt. Hvis du ser deg rundt på et gitt sted, er sjansen stor for at du vil se noe som inneholder et av disse metallene. Nedenfor er noen vanlige bruksområder for rustfritt stål og aluminium.

A: Fordeler og ulemper med aluminium

Fordeler

• Det er et billigere alternativ
• Luktfri og ugjennomtrengelig
• Refleksjonsevne og fleksibilitet
• Høy bearbeidbarhet og resirkulerbarhet
• Korrosjonsbestandighet
• Høy varmeledningsevne og elektrisk ledningsevne

Ulemper

• Vanskelig sveiseprosess
• Korroderer raskt i saltvann
• Det kan påvirke smaken til pakket mat

A: Selv om aluminium og titan er utmerkede valg for en lang rekke bruksområder, er de ikke egnet for alle prosjekter. Før du velger et metall for dine unike bruksområder, må du vurdere flere faktorer, inkludert følgende:

applikasjoner

De respektive egenskapene til titan og aluminium gjør dem ideelle for ulike bruksområder. For eksempel er titan perfekt for applikasjoner som krever varmebestandige materialer. Disse inkluderer medisinske applikasjoner, satellittkomponenter, marine komponenter og inventar.

I mellomtiden er aluminium egnet for kjøretøy- og sykkelrammer, kjøleribber, elektriske ledere, små båter og andre applikasjoner som krever høy varmeledningsevne.

Valgfrie bearbeidingsprosesser

Materialet du velger for prosjektet ditt bestemmer geometrien til sluttproduktene dine. Det bestemmer også maskineringsmetoden som brukes for materialet mens du produserer delene dine. Aluminium er mer kompatibel med en lang rekke prosesser. Det gir komponenter av høy kvalitet i tilfeller der du trenger å lage deler raskt.

Dessuten er dette materialet lettere å jobbe med enn titan og er det bedre alternativet for å lage intrikate deler med stramme toleransekrav.

Koste

Produksjonskostnadene er en av de grunnleggende faktorene du må vurdere når du velger et metall til prosjektet ditt. Generelt er aluminium et kostnadseffektivt metall som brukes til presisjonsmaskinering og mange andre prototypeprosesser. Å lage komponenter er ofte billigere med aluminium enn med titan.

Titan har høye utvinnings- og fabrikasjonskostnader sammenlignet med aluminium. Den høye prisen begrenser bruken. Imidlertid er titan et ideelt materiale for dine maskineringsformål hvis maskineringskostnadene for titan ikke er en utfordring.

Vekt og styrke

Titan vs aluminium vekt og styrke er andre forskjeller mellom disse metallene. Titan har en tetthet på 4500 kg/m3 i motsetning til 2712 kg/m3 aluminium. Som et resultat er titan tyngre sammenlignet med aluminium. Dette betyr at du trenger mindre titan i maskineringen for å ha et lett produkt.

Titan er det bedre valget når det kommer til styrke. Strekkstyrken varierer fra 230 MPa til 1400 MPa sammenlignet med aluminium, som har en margin på 90 MPa til 690 MPa. Rent titan har lav effekt, mens rent aluminium er svakere. Du kan imidlertid kombinere aluminium med andre metallegeringer for å forbedre styrken basert på dine behov.

Produsert avfall

Maskineringsavfall er en annen avgjørende faktor ved håndtering av komplekse designgeometriske prosjekter. Kompleks designgeometri kan begrense maskineringsmetoden din uavhengig av materialet du har valgt. Som et resultat blir det uunngåelig å frese bort overflødig materiale. Noen ganger bruker de fleste produsenter aluminium for prototyping og titan brukes til små batchproduksjoner av spesialprodukter. I de fleste tilfeller er det tilrådelig å velge billig aluminium fremfor titan, da det bidrar til å redusere de totale kostnadene.

Estetiske krav

Noen freste deler krever ofte påføring av spesifikke farger for estetisk etterbehandling. Titan gir et sølvaktig overflateutseende som ser mørkere ut når det er under lys. I mellomtiden har aluminium et sølvhvitt utseende. Materialet du velger vil avgjøre om produktet ditt har en sølv eller matt grå farge. Imidlertid kan begge materialene ta forskjellige andre metalloverflatebehandlingsprosedyrer som perleblåsing, polering, forkromning, etc.

Konklusjon

Titan og aluminium er metaller med bemerkelsesverdige egenskaper, respektive fordeler og bruksområder. Til tross for at de har nesten like egenskaper, har de individuelle applikasjoner der den ene er mer egnet enn den andre. Mens titan er ideelt for varmebestandige applikasjoner, har aluminium den beste termiske ledningsevnen som prosjektet ditt trenger.

A: Begge metallene har enestående holdbarhetsegenskaper og kan bruke dem over en lengre periode. Likevel kommer titan først når det gjelder holdbarhet og stivhet. Komponentene varer i årevis uten tegn på slitasje. Titan har utmerket korrosjonsbestandighet og varer lenger fordi det tåler stress.

A: Det er ganske enkelt å skille titan fra aluminium ved å bruke deres spesifikke farger. Titan har en mørk sølvfarge, mens aluminium vanligvis varierer fra sølvhvitt til matt grått på flere overflater. I tillegg føles titan mye hardere enn aluminium. Aluminium gnir vanligvis av en klump med mykt materiale når det arkiveres, mens titan ikke gjør det.

A: AlSi7Mg-materialet har en svakere solid-løsningsherdende effekt på grunn av lavere volumfraksjon av Si, noe som resulterer i lavere strekkfasthet, lavere hardhet og høyere forlengelse enn AlSi10Mg-materialet. Etter varmebehandlingen ble strekk- og flytegrensen til begge materialene redusert, og forlengelsen økte.

A: AlSi10Mg er en aluminiumslegering med utmerkede mekaniske egenskaper kombinert med lav tetthet, korrosjonsmotstand og utmerket støpeevne samtidig som den tilbyr lette og fleksible etterbehandlingsalternativer.

Fordi den tilbyr høy styrke, relativt høy hardhet og høy varmeledningsevne, brukes den til deler som er utsatt for høy belastning.

Bruksområder inkluderer hus og kanalanlegg, motordeler, produksjonsverktøy og støpeformer for både prototyping og produksjonsformål.

A: De mest brukte MIG-aluminiumsveisetrådene er ER4043 og ER5356. ER4043 er en generell MIG-sveisetråd som brukes til å sveise 2014, 3003, 3004, 4043, 5052, 6061, 6062 og 6063 aluminiumslegeringer. Sveisene gir høy duktilitet og utmerket motstand mot sprekker.

A: Generelt sett inkluderer metallpulverne som brukes i metall 3D-skrivere verktøystål, rustfritt stål, martensittisk stål, rent titan og titanlegeringer, aluminiumslegeringer, nikkelbaserte legeringer, kobberbaserte legeringer, kobolt-kromlegeringer, etc.

A: Legering 3003: Den mest brukte av alle aluminiumslegeringer. Et kommersielt rent aluminium med tilsatt mangan for å øke styrken (20 % sterkere enn 1100-klassen). Den har utmerket korrosjonsbestandighet og bearbeidbarhet. Denne karakteren kan være dypttrukket eller spunnet, sveiset eller loddet.