Сплавי אלומיניום בעיצוב מכני מותאם – חומרים מרכזיים, תכונות ויישומים

יתרונות מרכזיים של סגסוגות אלומיניום בעיצוב מכני מותאם אישית

• קלות ועוצמה גבוהה : עם צפיפות של כ-2.7 גרם/סמ"ק, האלומיניום הוא בעלת צפיפות של שליש מזו של פלדה. עם זאת, באמצעות שילוב וטיפול תרמי, ניתן לשפר משמעותית את עמידותו, לאפשרת פיתוח ציוד קל משקל מבלי להסכן את שלמות המבנה.
• עמידות טובה מאוד לקורוזיה : סרט חמצן צפוף נוצר באופן טבעי על פני שטח סגסוגות אלומיניום, ומספק הגנה מובנית בפני חמצון, חומצות וقلים. תכונה זו הופכת אותם למתאימים לשימוש בסביבות קשות כגון רטיבות וחשיפה לכימיקלים.
• עיבודיות מיטבית : סגסוגות אלומיניום הן גמישות במיוחד וניתנות לעיבוד באמצעות יציקה, דחיסה, גלגול, ריתוך ומכונת. גמישות זו מאפשרת יצירת צורות מבנים מורכבים, להתאמה לצרכים העיצוביים השונים של מכונות מותאמות אישית.
• מוליכות תרמית וחשמלית יעילה סגסוגות אלומיניום, שניות רק לנחושת מבחינת מוליכות תרמית, אידיאליות לייצור רכיבים לפיזור חום כגון רדיאטורים וצלעות קירור. המוליכות החשמלית הטובה שלהן הופכת אותן גם מתאימות לחלקים חשמליים ואלקטרוניים.
• אפשרויות טיפול מגוונות למשטחים סגסוגות אלומיניום יכולות לעבור אנודיזציה, אלקטרופורזה, ציפוי אבקה, התזת חול ואנודיזציה קשה. טיפולים אלה לא רק משפרים את עמידות הבלאי והקורוזיה, אלא גם משפרים את המראה האסתטי של המוצרים.

סוגי סגסוגות אלומיניום נפוצים ויישומיהם בתכנון מכני בהתאמה אישית

1. סגסוגת אלומיניום 5052 - אלופת עמידות בפני קורוזיה

• תכונות עיקריות : כאלומיניום סידרת Al-Mg, 5052 הוא דרגת אלומיניום מובילה עמידה בפני שזיפה. יש לו עמידות יוצאת דופן לשזיפת מים מלוחים, עמידות גבוהה לuszנות, ויכולת צורה מצוינת, מה שמאפשר קלות בקיפול, דפוס ולחימור.
• טיפולי פנים טיפוסיים : אנדודה (לשיפור עמידות בפני שזיפה), שיזוף ניקל ללא חשמל (להגברת קשיחות הפנים ומראה יפה), סנדברסט (לפנייה 매ט), וציפוי אלקטרופורטי (שילוב של הגנה על שזיפה ועיצוב).
• טיפול בחום : ניתן להרכיך אותו (מצב O) כדי לשפר את היכולת לעבד, או לערוך טיפול יציב לאחר הקשה מכנית (מצב H32). חשוב לציין, שלא ניתן לחזקו באמצעות טיפול בחום.
• יישומים : אידיאלי לחלקי גיליונות המתכתיים הדורשים עמידות בפני שזיפה, כגון גופי ציוד ימי, רכיבי ספינה, לוחות פנים של כלי רכב, וכיסויי חשמל. מתפקד בצורה מעולה בסביבות לחות וקורוזיביות.

2. סגסוגת אלומיניום 6061 – האוניברסלי

• תכונות עיקריות : 6061 הוא סגסוגת אלומיניום מופצת שמיוצרת על ידי דחיסה, עם ביצועים מאוזנים. הוא מציע חוזק מתון, עיבוד קלה, עמידות טובה בפני שחיקה, ותוצאות אנודה מצוינות, מה שעושה אותו לבחירה רב-תכליתית לתחומים רבים.
• טיפולי פנים טיפוסיים : אנדודה (בצבעים כמו כסף, ירוק עשב, כחול מלכותי ושחור), הבהמה כימית (למסמרת מראה), אנדודה רטובה (לפנייה 매וחלת אחידה), והדפסה אלקטרוכימית (לשיפור הקשיות ועמידות השחיקה).
• טיפול בחום : טיפול T6 (טיפול בתמיסה + הזנה מלאכותית) לחוזק מרבי, טיפול T4 (הזנה טבעית), והרפיית מתכת כדי להסיר מתחי עיבוד.
• יישומים : מתאים למקרים הדורשים גם חוזק וגם איכות, כגון מסגרות זרוע רובוטית, חלקי מבנה של ציוד אוטומטי, מסגרות אופניים ובסיסים של מכשירי דיוק.

3. סגסוגת אלומיניום 6063 – המומחה לפרופילים

• תכונות עיקריות : 6063 הוא הסגסוגת הנפוצה ביותר ל פרופילים מאלומיניום. הוא מتميز בביצועי דחיסה מצוינים, המאפשרים ייצור של פרופילים עם חתכים מורכבים. בנוסף, הוא מציע תוצאות טובות בטיפול בשטח ועמידות טובה בפני שחרור.
• טיפולי פנים טיפוסיים : אנדודיזציה (טיפול סטנדרטי בפרופילים), ציפוי אלקטרופורטי (נפוץ בפרופילים), ציפוי אבקה (צבעים מגוונים ועמידות מזג אוויר טובה), והעברת אפקט גיר עץ (טיפול דקורטיבי).
• טיפול בחום : טיפול T5 (הזנה מלאכותית לאחר דחיסה) לצורך דרישות חוזק כלליות, וטיפול T6 לצורך דרישות חוזק גבוהות יותר.
• יישומים : אידיאלי למסגרות פרופיל אלומיניום תעשייתי, כיסויי הגנה על ציוד, דלתות וחלונות בנייניים, ומדפי תצוגה הדורשים חתכים מורכבים ומראה מושך.

4. סגסוגת אלומיניום 7075 – הייצוגון של עמידות על-גבוהה

• תכונות עיקריות : 7075 הוא אחד מсплавי האלומיניום המסחריים החזקים ביותר, עם חוזק המתקרב לזה של פלדה. הוא מציג עמידות מעולה בפני עייפות, אך עמידות ירודה בפני קורוזיה, ודורש הגנה על השטח ברוב היישומים.
• טיפולי פנים טיפוסיים : אנודיזציה קשה (לשיפור משמעותי של קשיחות המשטח), חימצון במיקרו-קשת (יצירת שכבת קרמיקה לעמידות בפני שחיקה וקורוזיה), ציפוי גלוון/כ롬 (להגנה כבדה מפני קורוזיה), וציפוי אפוקסי (שילוב של הגנה ועיצוב).
• טיפול בחום : טיפול T6 לחוזק מרבי, טיפול T73 לשיפור עמידות בפני קורוזיה ממאמץ, וטיפול T76 לעמידות בפני קורוזיה פרולית.
• יישומים : מעוצב לדרישות חוזק גבוה, כגון רכיבים באווירspace, ציוד ספורט מתקדם, חלקים מרכזיים של רובוטים, ותבניות.

5. סגסוגת אלומיניום 2A12 – האפשרות הסגסוגת חזקה מסורתית

• תכונות עיקריות : 2A12 היא סגסוגת דוראלומין חזקה מוקדמת. היא מציעה חוזק גבוה ועמידות טובה בפני חום, אך עמידות ירודה בפני קורוזיה וביצועים ממוצעים בלחימה.
• טיפולי פנים טיפוסיים : אנודיזציה (חובה להגנה מפני קורוזיה), חימצון מוליך כימי (מתאים לרכיבים חשמליים), וצביעה על ידי ריסוס (שיטה כלכלית ומעשית להגנה).
• טיפול בחום : עיבוד תמיסה + הشيخנות טבעית (מצב T4) ועיבוד תמיסה + ה الشيخנות מלאכותית (מצב T6).
• יישומים : בשימוש בסצנות מסורתיות בעלות חוזק גבוה, כגון חלקים מבניים של מטוסים, מסגרות בעלי חוזק גבוה ורכיבים נושאי משקל.

עקרונות מרכזיים לבחירת ספוגי אלומיניום בעיצוב מכני מותאם אישית

• סביבה פועלת : בסביבות קורוזיביות, עדיף 5052 או 6061; בסביבות יבשות, 2A12 או 7075 הם אפשרויות מתאימות; לשימוש חיצוני ארוך-טווח, יש לבחור 6061 או 6063 בשל עמידותם במזג האוויר.
• דרישות חוזק : ניתן להשתמש ב-6061 או 6063 לבנייה כללית; לבנייה בעלת חוזק גבוה נדרש 2A12; ליישומים בעלי חוזק גבוה במיוחד נדרש 7075; לבנייה עמידה בפני מכה, 6061 מציע יתרון.
• שיטות עיבוד : פרופילים דחופים יוצרים בצורה הטובה ביותר מ-6063 או 6061; לחלקיפלדה מתאימים 5052 או 6061; לגבישים מתאימים 7075 או 2A12; לחלקימעיכה מתאימים 6061 או 7075.
• התחשבויות עלויות : עבור פרויקטים רגישים לעלות, מעדיפים 6063 או 5052; 6061 מציע את יחס עלות-תפוקה הטוב ביותר; 7075 מתאים ליישומים שבהם עדיפות לביצועים; 2A12 הוא בחירה אמינה ליישומים מסורתיים.

סיכום