Als relativ neues Material, das erst seit 1886 kommerziell verfügbar ist, hat Aluminium eine rasante Entwicklung durchgemacht und sich von einem dekorativen Material mit sehr begrenzten Eigenschaften zu einem vollwertigen technischen Werkstoff entwickelt. Heute wird Aluminium in einer Vielzahl von Märkten und Anwendungen eingesetzt. Jüngste technologische Fortschritte wie das Schneiden/Profilieren von Aluminium und die Vorbearbeitung von Platten und Stangen tragen dazu bei, effizientere und kostengünstigere Lösungen für die Kunden anzubieten.
Aluminium ist in einer breiten Palette von Legierungen sowie in verschiedenen Produktionsverfahren und Wärmebehandlungen erhältlich. Aufgrund seiner bekannten Korrosionsbeständigkeit, seines guten Verhältnisses von Festigkeit zu Gewicht und seines erschwinglichen Preises bietet Aluminium eine breite Palette von Anwendungsmöglichkeiten.
Diese lassen sich in zwei Hauptkategorien von Knetlegierungen unterteilen, die im Folgenden aufgeführt sind:
Wärmebehandelbare Aluminiumlegierungen bestehen aus reinem Aluminium, das bis zu einem bestimmten Punkt erhitzt wird. Die Legierungselemente werden dann gleichmäßig zugegeben, während das Aluminium eine feste Form annimmt. Dieses erhitzte Aluminium wird dann abgeschreckt, während die abkühlenden Atome der Legierungselemente eingefroren werden.
Bei wärmebehandelbaren Legierungen erhöht das ‘Kaltverfestigen’ nicht nur die durch Ausscheidungen erzielten Festigkeiten, sondern auch die Reaktion auf die Ausscheidungshärtung. Die Kaltverfestigung wird großzügig eingesetzt, um kaltverfestigte Zustände der nicht wärmebehandelbaren Legierungen zu erzeugen.
Gewerblich reines Aluminium hat ebenfalls eine vierstellige numerische Kennung. Die Legierungen der Serie 1xxx bestehen aus Aluminium mit einem Reinheitsgrad von 99 Prozent oder mehr. Nicht wärmebehandelbar.
Das wichtigste Legierungselement in der 2xxx-Serie ist Kupfer. Die Wärmebehandlung dieser Legierungen verbessert ihre Festigkeit. Diese Legierungen sind stark und zäh, aber nicht so korrosionsbeständig wie andere Aluminiumlegierungen, weshalb sie in der Regel lackiert oder beschichtet werden. Die am häufigsten verwendete Flugzeuglegierung ist 2024. Die Legierung 2024-T351 ist eine der härtesten Aluminiumlegierungen. Wärmebehandelbar.
Das Hauptlegierungselement in der 3xxx-Serie ist Mangan, in der Regel mit einem geringeren Anteil an Magnesium. Die beliebteste Legierung aus dieser Serie ist 3003, die sich gut verarbeiten lässt und eine mittlere Festigkeit aufweist. 3003 wird für die Herstellung von Kochgeschirr verwendet. Die Legierung 3004 ist eine der Legierungen, die zur Herstellung von Aluminiumdosen für Getränke verwendet werden. Nicht wärmebehandelbar.
Zur Herstellung von 4xxx-Legierungen wird dem Aluminium Silizium zugesetzt. Dies senkt den Schmelzpunkt des Metalls, ohne es spröde zu machen. Diese Serie wird zur Herstellung von Schweißdraht verwendet. Die Legierung 4043 wird zur Herstellung von Schweißzusatzwerkstoffen für das Schweißen von Autos und Strukturelementen verwendet. Nicht wärmebehandelbar.
Aluminium der Serie 5000 ist mit Magnesium legiert, lässt sich leicht schweißen und wird in einer Vielzahl von Anwendungen wie Druckbehältern, Gebäuden und Fahrzeugen eingesetzt. Die Legierung ist nicht für den Einsatz bei erhöhten Temperaturen geeignet.
Das mangan- und siliziumhaltige Aluminium der Serie 6000 kann aufgrund seiner Struktur lösungsgeglüht werden, was die Festigkeit des Werkstoffs verbessert. Die Legierung wird zum Schweißen und zur Herstellung von Strukturbauteilen verwendet.
Aluminium der Serie 7000 ist mit Zink legiert und kann ausscheidungsgehärtet werden, um die höchste Festigkeit aller handelsüblichen Aluminiumsorten zu erreichen. Diese Aluminiumserie wird in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt und dem Motorsport verwendet.
Bleche sind das bekannteste Aluminium und werden in allen wichtigen Märkten und Branchen eingesetzt.
Als Verpackungsmaterial wird Blech häufig zur Herstellung von Getränkedosen, Lebensmittelkartons und Folien verwendet.
In der Automobil- und Transportindustrie können Aluminiumbleche zur Herstellung von Paneelen für Fahrzeugkarosserien und Anhänger verwendet werden.
Aluminium eignet sich aufgrund seiner hervorragenden Wärmeleitfähigkeit, seines geringen Gewichts und seiner Robustheit ideal für Gegenstände im Haushalt.
Aluminiumplatten sind die Schwergewichte des Aluminiumkatalogs und können in verschiedenen Industriezweigen eingesetzt werden, insbesondere in der Schifffahrt, der Luft- und Raumfahrt und im Verteidigungsbereich, wo sie als Schlüsselelemente wie z. B. für die Außenhaut von Düsenflugzeugen und Treibstofftanks von Raumfahrzeugen verwendet werden.
Als Werkstoff ist es ideal für Lagertanks geeignet, da einige Aluminiumlegierungen bei extremer Kälte zäher werden.
Aluminiumbleche werden in der Schifffahrtsindustrie aufgrund ihrer Gewichtsvorteile häufig verwendet. Aluminium wiegt etwa ein Drittel weniger als Stahl, und deshalb haben viele in der Schiffsarchitektur und im Baugewerbe Aluminiumplatten für die Herstellung von Rümpfen von Hochgeschwindigkeitsschiffen wie Katamaranen und Luftkissenbooten gewählt.
Sein Gewichtsvorteil in Verbindung mit seiner hohen Korrosionsbeständigkeit hat dazu geführt, dass es zum bevorzugten Metall in der Energieerzeugungsindustrie geworden ist, z. B. bei der Herstellung leichterer und haltbarerer Elemente von Offshore-Ölplattformen.
Aluminiumrohre sind in einer Vielzahl von Branchen sehr gefragt, unter anderem in der Luftfahrt und im Schienenverkehr. Seine seltene Kombination aus Leichtigkeit, Flexibilität und Zähigkeit macht es ideal für Flugzeugrümpfe, Hydrauliksysteme und Kraftstoffleitungen, und seine Wärmeleitfähigkeit macht es zu einer großartigen Alternative zu Stahl oder anderen schwereren Metallen in Gegenständen wie Kühlschränken, Motoren und HVAC-Systemen (Heizung, Lüftung und Klimaanlagen).
Es ist auch eine hervorragende Lösung für Architektur- und Infrastrukturprojekte, bei denen Korrosionsbeständigkeit und die Forderung nach einem leichten Material im Vordergrund stehen.
Stangen und Stäbe aus Aluminium können durch verschiedene Verfahren hergestellt werden, z. B. durch Strangpressen, Walzen und Wickeln, oder direkt aus einem geschmolzenen Aluminiumkern gezogen werden.
Bei der Anwendung dieser Methoden wird das Aluminium entweder in stangenförmige oder kreisförmige Stücke gestreckt, die dann nach einer vorher festgelegten Spezifikation bearbeitet werden können.
Aluminium-‘Winkel’ können klein oder groß sein und sind in erster Linie geformte Blöcke, die dazu dienen, abgeplatzte Kanten zu verdecken, Lücken zu kaschieren, Umrandungen zu schaffen, Schraubenlöcher zu ersetzen und vieles mehr. Sie verbergen die beschädigte Oberfläche hinter dem Silberkörper. Ebenso können sie raue, unebene Oberflächen verdecken, die sich nicht einfach glätten lassen.
Rohrstahl oder ‘Kastenprofil’ ist die Bezeichnung für quadratische und rechteckige HSS (Hollow Structural Section). Ein Metallprofil mit ausgehöhltem Querschnitt, das aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit und geringen Zugfestigkeit häufig in der Bau- und Sanitärindustrie verwendet wird und sich daher ideal als Legierung in Verbindung mit Silizium, Kupfer, Mangan, Zink und vielen anderen Metallen eignet.
Die Aluminiumextrusion ist in einer Vielzahl von Branchen weit verbreitet.
Strangpressprofile bieten ideale Lösungen für eine breite Palette von Geräten und Maschinen. Leichtes Gewicht, hohe Festigkeit, geringer Wartungsaufwand und die Möglichkeit, komplizierte Formen zu schaffen, machen Strangpressprofile zu einer Schlüsselkomponente in den heutigen Fertigungsprozessen.
Ein Hochleistungsstempel spült Aluminium durch eine Matrize und drückt es aus der Matrizenöffnung. Das Ergebnis ist, dass es in der gleichen Form wie die Matrize herauskommt, die dann entlang eines Rundlauftisches herausgezogen wird.
Ein Auslauftisch ist eine Vorrichtung oder ein ‘Tisch’, der dazu dient, ein Rohr oder einen Schlauch zu halten, nachdem es/er auf die gewünschte Länge geschnitten wurde, und es/er wird dann zu einem anderen Haltebereich transportiert.
Auf einer ersten Ebene ist dieser Prozess recht einfach zu verstehen. Es ist ein ähnlicher Mechanismus, wie wenn man eine Zahnpastatube mit den Fingern zusammendrückt - die Zahnpasta kommt in der Form der Öffnung heraus, und diese Öffnung hat die gleiche Funktion wie eine Strangpressdüse. Da die Öffnung ein fester Kreis ist, kommt das gepresste Aluminium als langes Strangpressen heraus.
‘Die spanabhebende Bearbeitung ist ein sogenanntes subtraktives Fertigungsverfahren, d. h. es wird Material von einem zentralen Konstruktionsblock, dem ’Werkstück‘, abgetragen, um das gewünschte Teil oder Produkt herzustellen. Es handelt sich um ein äußerst vielseitiges Verfahren, das für eine ganze Reihe von metallischen und nichtmetallischen Werkstoffen eingesetzt werden kann. Aluminium ist eines der am häufigsten verwendeten Werkstoffe, die heute maschinell bearbeitet werden.
‘Die Vorbearbeitung ist ein Prozess, bei dem eine Schruppbearbeitung eingesetzt wird, um schnell erhebliche Mengen an Material zu entfernen und eine Teilegeometrie zu erzeugen, die der gewünschten Form nahe kommt.
Beide oben genannten Methoden ermöglichen massenhaft herstellbare zentrale Modelle, aus denen unterschiedliche Produkte zu einem Thema erstellt werden können, was letztendlich dazu führt, dass Aluminiumprojekte viel schneller und kostengünstiger fertiggestellt werden können.
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