Katmanlı İmalat Alüminyum Alaşımı

C: Alüminyum alaşımı, alüminyumun ana bileşen olduğu bir metal karışımıdır. Alüminyuma tipik olarak eklenen diğer elementler şunları içerir: Bakır, Magnezyum, Manganez, Silikon, Kalay, Nikel, Çinko.

Alüminyum yumuşak ve zayıf olduğundan saf haliyle nadiren kullanılır. Diğer elementler mekanik özelliklerini geliştirir ve farklı uygulamalara uygun hale getirir.

C: Üretimde alüminyum nadiren saftır. Bunun yerine üreticiler, diğer arzu edilen özelliklerini korurken, alüminyumun mukavemetini ve sertliğini önemli ölçüde artıran alaşımlar oluştururlar. Hem profesyoneller hem de profesyonel olmayanlar sıklıkla alüminyum ve çelik arasında karşılaştırmalar yapar çünkü iki metal de çok çeşitli ürünler için kullanılır.

Ancak alüminyumu çelikle karşılaştırmak, elmaları portakallarla karşılaştırmaya benzer: çelik zaten bir alaşımdır, alüminyum ise bir elementtir. Temel bir çelik alaşımı olan karbon çeliği demir (Fe) ve karbondan (C) oluşur. Saf alüminyum, birçok kazanan özelliğine rağmen çok yumuşaktır ve çoğu endüstriyel uygulama için yeterince güçlü değildir. Ancak alüminyum alaşımları saf alüminyumdan otuz kat daha güçlü olabilir ve dayanıklılık/ağırlık oranları bakımından çeliği düzenli olarak aşabilir.

A:Alüminyum ve Paslanmaz Çelik: Temel Farklılıklar

• Kuvvet

Paslanmaz çelik alüminyumdan daha ağır ve daha güçlüdür. Aslında alüminyum çeliğin ağırlığının yaklaşık 1/3'ü kadardır. Paslanmaz çelik daha güçlü olmasına rağmen alüminyum, paslanmaz çeliğe göre çok daha iyi bir dayanım/ağırlık oranına sahiptir.

• İletkenlik

Çelik, yoğun koruyucu oksit tabakası nedeniyle elektriği zayıf bir iletkendir. Öte yandan alüminyum çok iyi bir elektrik ve termal iletkendir.

• Maliyet

Ağırlığa göre fiyata bakıldığında alüminyum paslanmaz çeliğe göre daha maliyetlidir. Ancak fiyata hacim bazında bakarsanız, daha fazla ürün elde ettiğiniz için Alüminyum daha uygun maliyetlidir.

• Isı dayanıklılığı

Paslanmaz çelik ile alüminyum karşılaştırıldığında, paslanmaz çelik 2500 ℉ erime noktasıyla ısıya karşı çok daha iyi bir dirence sahipken, alüminyum 1220 ℉ erime noktasıyla 400 ℉ civarında çok yumuşak hale gelir. Ancak alüminyumun soğuk havalarda çeliğe göre avantajı vardır. Sıcaklık düştükçe alüminyumun çekme mukavemeti artarken, çelik düşük sıcaklıklarda kırılgan hale gelir.

• Korozyon Direnci

Alüminyum paslanmaz; ancak tuza maruz kaldığında paslanır. Paslanmaz çelik korozyona karşı oldukça dayanıklıdır ve kolayca paslanmaz. Ayrıca paslanmaz çelik gözeneksizdir ve bu da ona korozyona karşı daha fazla direnç kazandırır.

• Çevresel Etki, Geri Dönüştürülebilirlik

Paslanmaz çelik, iyi geri dönüştürülebilirliğiyle bilinir. Napa Recycling'e göre çelik, dünyada en çok geri dönüştürülen malzemedir. Geri dönüşüm için atık akışından geri kazanılmasını kolay bir malzeme haline getiren farklı manyetik özelliklere sahiptir. Ayrıca çeliğin özellikleri ne kadar geri dönüştürülürse dönüştürülsün değişmeden kalır.

Çelik en çok geri dönüştürülebilen malzeme olsa da alüminyum tüm malzemeler arasında en geri dönüştürülebilen malzemedir. Aslına bakılırsa atılan alüminyum, geri dönüşüm kutunuzdaki diğer malzemelerden daha değerlidir. ABD'de üretilen alüminyumun neredeyse %75'i bugün hala kullanılıyor çünkü alüminyum gerçek bir kapalı döngüde tekrar tekrar geri dönüştürülebiliyor. Alüminyumun geri dönüşümü hakkında daha fazla bilgi edinmek için Alüminyum Derneğini ziyaret edin.

• Alüminyum ve Çelik'in Farklı Uygulamaları

Alüminyum ve çelik her yerdedir. Herhangi bir yere bakarsanız, büyük olasılıkla bu metallerden birini içeren bir şey göreceksiniz. Aşağıda paslanmaz çelik ve alüminyumun bazı yaygın uygulamaları verilmiştir.

A: Alüminyumun Artıları ve Eksileri

Artıları

• Daha ucuz bir seçenektir
• Kokusuz ve geçirimsiz
• Yansıtma ve esneklik
• Yüksek işlenebilirlik ve geri dönüştürülebilirlik
• Korozyon Direnci
• Yüksek ısı iletkenliği ve elektrik iletkenliği

Eksileri

• Zor kaynak işlemi
• Tuzlu suda hızla korozyona uğrar
• Paketlenmiş gıdaların tadını etkileyebilir

C: Alüminyum ve titanyum çok çeşitli uygulamalar için mükemmel seçimler olsa da her projeye uygun değildir. Benzersiz uygulamalarınız için bir metal seçmeden önce aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli faktörleri göz önünde bulundurmalısınız:

Uygulamalar

Titanyum ve alüminyumun ilgili özellikleri onları çeşitli uygulamalar için ideal kılar. Örneğin titanyum, ısıya dayanıklı malzemeler gerektiren uygulamalar için mükemmeldir. Bunlara tıbbi uygulamalar, uydu bileşenleri, denizcilik bileşenleri ve demirbaşlar dahildir.

Bu arada alüminyum, araç ve bisiklet çerçeveleri, ısı emiciler, elektrik iletkenleri, küçük tekneler ve yüksek termal iletkenlik gerektiren diğer uygulamalar için uygundur.

İsteğe Bağlı İşlenebilirlik Prosesleri

Projeniz için seçeceğiniz malzeme nihai ürünlerinizin geometrisini belirler. Ayrıca parçalarınızı üretirken malzemeye uygulanan işleme yöntemini de belirler. Alüminyum çok çeşitli işlemlerle daha uyumludur. Hızlı parça üretmeniz gereken durumlarda yüksek kaliteli bileşenler sağlar.

Ayrıca bu malzemenin işlenmesi titanyumdan daha kolaydır ve sıkı tolerans gereksinimleri olan karmaşık parçaların yapımı için daha iyi bir seçenektir.

Maliyet

Üretim maliyeti, projeniz için metal seçerken dikkate almanız gereken temel faktörlerden biridir. Genel olarak alüminyum, hassas işleme ve diğer birçok prototip oluşturma işlemi için kullanılan uygun maliyetli bir metaldir. Bileşenlerin imalatı genellikle alüminyumla titanyuma göre daha ucuzdur.

Titanyum, alüminyuma kıyasla yüksek ekstraksiyon ve imalat maliyetine sahiptir. Yüksek fiyatı, kullanımını sınırlamaktadır. Ancak titanyumun işleme maliyeti zor değilse, titanyum işleme amaçlarınız için ideal bir malzemedir.

Ağırlık ve Güç

Titanyum ve alüminyumun ağırlığı ve mukavemeti bu metaller arasındaki diğer farklardır. Titanyumun yoğunluğu 4500 kg/m3 iken alüminyumun yoğunluğu 2712 kg/m3'tür. Sonuç olarak titanyum alüminyumla karşılaştırıldığında daha ağırdır. Bu, hafif bir ürüne sahip olmak için işleme işleminizde daha az titanyuma ihtiyaç duymanız anlamına gelir.

Dayanıklılık söz konusu olduğunda titanyum daha iyi bir seçimdir. Çekme mukavemeti, 90 MPa ila 690 MPa marjına sahip alüminyumla karşılaştırıldığında 230 MPa ila 1400 MPa arasında değişmektedir. Saf titanyumun gücü düşük, saf alüminyum ise daha zayıftır. Ancak ihtiyaçlarınıza göre gücünü artırmak için alüminyumu diğer metal alaşımlarıyla birleştirebilirsiniz.

Üretilen Atık

İşleme atığı, karmaşık tasarım geometrisi projelerini ele alırken bir diğer önemli faktördür. Karmaşık tasarım geometrileri, seçtiğiniz malzemeden bağımsız olarak işleme yönteminizi sınırlayabilir. Sonuç olarak fazla malzemenin frezelenerek uzaklaştırılması kaçınılmaz hale gelir. Bazen çoğu üretici prototip oluşturmak için alüminyum kullanır ve özel amaçlı ürünlerin küçük seri üretimi için titanyum kullanılır. Çoğu durumda, genel maliyetin azaltılmasına yardımcı olduğu için titanyum yerine ucuz alüminyumun seçilmesi tavsiye edilir.

Estetik Gereksinimler

Frezelenen bazı parçalar, estetik kaplama için sıklıkla belirli renklerin uygulanmasını gerektirir. Titanyum, ışık altında daha koyu görünen gümüş bir yüzey görünümü verir. Bu arada alüminyum gümüşi beyaz bir görünüme sahiptir. Seçeceğiniz malzeme ürününüzün gümüş mü yoksa mat gri mi olacağını belirleyecektir. Bununla birlikte, her iki malzeme de boncuk püskürtme, cilalama, krom kaplama vb. gibi diğer çeşitli metal yüzey bitirme prosedürlerini alabilir.

Çözüm

Titanyum ve alüminyum olağanüstü özelliklere, ilgili avantajlara ve uygulamalara sahip metallerdir. Hemen hemen benzer niteliklere sahip olmalarına rağmen, birinin diğerine daha uygun olduğu bireysel uygulamalara sahiptirler. Titanyum ısıya dayanıklı uygulamalar için idealken, alüminyum projenizin ihtiyaç duyduğu en iyi ısı iletkenliğine sahiptir.

C: Her iki metal de olağanüstü dayanıklılık özelliklerine sahiptir ve bunları uzun süre kullanabilirler. Bununla birlikte titanyum dayanıklılık ve sağlamlık açısından ilk sırada yer almaktadır. Bileşenleri aşınma veya yıpranma belirtisi göstermeden yıllarca dayanır. Titanyum mükemmel korozyon direncine sahiptir ve strese dayanabildiğinden daha uzun süre dayanır.

C: Özel renklerini kullanarak titanyumu alüminyumdan ayırmak oldukça kolaydır. Titanyum koyu gümüş rengine sahipken, alüminyum genellikle çeşitli yüzeylerde gümüşi beyazdan donuk griye kadar değişir. Ayrıca titanyum alüminyuma göre çok daha sert bir his verir. Alüminyum genellikle törpülendiğinde yumuşak bir malzeme yığınını aşındırırken titanyum bunu yapmaz.

C: AlSi7Mg malzemesi, Si'nin hacim oranının düşük olması nedeniyle daha zayıf bir katı çözelti sertleştirme etkisine sahiptir, bu da AlSi10Mg malzemesine göre daha düşük çekme mukavemeti, daha düşük sertlik ve daha yüksek uzama sağlar. Isıl işlem sonrasında her iki malzemenin de çekme ve akma dayanımı azalmış, uzama ise artmıştır.

C: AlSi10Mg, hafif ve esnek işlem sonrası seçenekler sunarken, düşük yoğunluk, korozyon direnci ve mükemmel dökülebilirlik ile birlikte mükemmel mekanik özelliklere sahip bir alüminyum alaşımıdır.

Yüksek mukavemet, nispeten yüksek sertlik ve yüksek ısı iletkenliği sunduğundan yüksek yüklere maruz kalan parçalarda kullanılır.

Uygulamalar arasında hem prototip oluşturma hem de üretim amaçlı mahfaza ve kanallar, motor parçaları, üretim araçları ve kalıplar yer alır.

C: En sık kullanılan MIG alüminyum kaynak telleri ER4043 ve ER5356'dır. ER4043, 2014, 3003, 3004, 4043, 5052, 6061, 6062 ve 6063 alüminyum alaşımlarını kaynaklamak için kullanılan genel amaçlı bir MIG kaynak telidir. Kaynaklar yüksek süneklik ve çatlamaya karşı mükemmel direnç sağlar.

C: Genel olarak konuşursak, metal 3D yazıcılarda kullanılan metal tozları arasında takım çeliği, paslanmaz çelik, martensitik çelik, saf titanyum ve titanyum alaşımları, alüminyum alaşımları, nikel bazlı alaşımlar, bakır bazlı alaşımlar, kobalt-krom alaşımları vb. bulunur.

A: Alaşım 3003: Tüm alüminyum alaşımları arasında en yaygın kullanılanıdır. Mukavemetini arttırmak için manganez eklenmiş ticari olarak saf bir alüminyum (1100 derecesinden %20 daha güçlü). Mükemmel korozyon direncine ve işlenebilirliğe sahiptir. Bu kalite derin çekilebilir veya eğrilebilir, kaynaklanabilir veya sert lehimlenebilir.