يعد الألومنيوم أحد أكثر المعادن الصناعية استخدامًا. فهو يوفر بعضًا من أفضل نسبة القوة إلى الوزن. تجعله هذه الخصائص خيارًا مثاليًا للتطبيقات التي يكون فيها الوزن موضع اعتبار مثل الصناعات البحرية والفضائية. يحتوي الألومنيوم على عدد من المتغيرات ونوع المنتج النهائي اعتمادًا على التكنولوجيا المستخدمة في التصنيع. سنناقش اثنتين من تقنيات التصنيع أي الألومنيوم المزور مقابل الألومنيوم الخام. كل أسلوب من أساليب التصنيع له إيجابياته وسلبياته وتطبيقاته. في هذه المقالة، سنراجع الميزات والتطبيقات الرئيسية للألمنيوم المزور والألومنيوم الخام.
الألومنيوم المزور: مقدمة
كما يوحي الاسم، يتم إنتاج الألومنيوم المزور باستخدام تقنيات مثل الضغط أو العصر أو الضرب على الألومنيوم تحت ضغط مرتفع. يعد تشكيل الألومنيوم بالطرق خيارًا مثاليًا عندما يتعلق الأمر بتصنيع أجزاء ذات قوة شديدة ومقاومة شديدة للصدأ والتآكل.
بشكل عام، يعتبر التشكيل مثاليًا مع 6061 الألومنيوم و 7075 الألومنيوم سبائك. تتمتع هذه السبائك بقوة تحمل عالية وهي مثالية للتطبيقات حيث تكون القوة ذات أهمية دون المساومة على الوزن.
سبائك الألومنيوم
الألومنيوم المصمت هو الألومنيوم المخرط. وعادةً ما يُعرف الألومنيوم الذي يتم تصنيعه مباشرةً من كتلة الألومنيوم باسم الألومنيوم المصمت. ومن بين العديد من أنواع الألومنيوم، يُعد الألومنيوم 6061 مثاليًا للتصنيع باستخدام الألومنيوم المصمت. ويسهل تصنيع الألومنيوم المصمت، ويسهل لحامه، ويتميز بخصائص لحام جيدة. وعادةً ما يُستخدم الألومنيوم المصمت في تصنيع المنتجات المخصصة للسيارات والدراجات النارية.
الفرق الرئيسي بين استخدام الألومنيوم المزور مقابل استخدام الألومنيوم المصبوب
المتانة والقوة
يوفر الألومنيوم المزور قوة كبيرة. فبسبب عملية التشكيل، تتجمع الذرات المعدنية معًا بشكل وثيق وتصطف في اتجاه واحد. وفي النهاية، يؤدي هذا إلى زيادة قوة المعدن. ونظرًا لأن الذرات متراصة بشكل وثيق، فإن كثافة المعدن ترتفع ويصبح مقاومًا بدرجة كبيرة للتآكل والصدأ.
من ناحية أخرى، يتم تصنيع الألمنيوم المصبوب من كتلة صلبة. وبسبب القطع العشوائي، فإن ذرات الألمنيوم ليست موحدة. وعلاوة على ذلك، فإن بنية الحبيبات العشوائية تجعل الكتلة النهائية غير متوافقة مع بقية كتلة الألمنيوم. ونتيجة لذلك، لا يوفر الألمنيوم المصبوب قوة ومتانة كبيرتين ضد الألمنيوم المحشو.
الدقة والقدرة على التصنيع
عندما يتعلق الأمر بالقدرة على التصنيع والتصميم الدقيق، فإن الألمنيوم المصبوب يوفر مزايا معينة مقارنة بالألمنيوم المزور. ونتيجة لذلك، فإن الألمنيوم المصبوب هو عملية مثالية لتطوير الأجزاء الدقيقة مثل عجلات الألمنيوم المصبوب. هذه الأجزاء معقدة وتتطلب الكثير من التصنيع وهو أمر غير ممكن مع الألمنيوم المزور.
عند استخدامها مع تقنية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي، فإن حواف الألومنيوم المصبوب تحظى بشعبية كبيرة بين مصنعي المركبات والدراجات النارية.
وزن وكثافة درجات الألومنيوم المختلفة
بعض من أكثر درجات الألومنيوم شيوعًا المستخدمة على نطاق واسع في التطبيقات الصناعية هي الألومنيوم 6061. نظرًا لأن الألومنيوم 6061 يوفر خصائص متكاملة، فمن الأسهل والأكثر ملاءمة استخدامه في التطبيقات الصناعية المختلفة.
الخصائص الرئيسية للألمنيوم 6061 هي كما يلي:
- كثافة:2.7 جرام/سم3، مما يساهم في طبيعته خفيفة الوزن.
- قوة الخضوع:حوالي 275 ميجا باسكال (اعتمادًا على المزاج)، ومناسب للعديد من التطبيقات الهيكلية.
- نقطة الانصهار:حوالي 582-652 درجة مئوية.
ومن المثير للاهتمام أن نلاحظ أن الألومنيوم 6061 يحتفظ بخصائصه في الغالب بغض النظر عن عملية التصنيع، أي التشكيل أو الألومنيوم السائب.
يوضح الجدول التالي أهم المميزات لكل نوع من أنواع الألومنيوم:
| ملكية | سبائك الألومنيوم | الألومنيوم المزور |
| قوة | أقوى من المصبوب بسبب البنية الموحدة؛ ولكن أقل قوة من المزور. | قوة فائقة بسبب محاذاة الحبوب والضغط. |
| قابلية التصنيع | قابلية تصنيع ممتازة؛ مثالية للتصنيع باستخدام الحاسب الآلي والتخصيص. | أصعب في التصنيع بسبب الكثافة العالية، ولكن لا يزال من الممكن العمل عليه. |
| الانتهاء | لمسة نهائية ممتازة بعد التصنيع، وتتطلب الحد الأدنى من المعالجة اللاحقة. | يتطلب المزيد من التشطيب مقارنة بالبليت ولكن أقل من الصب. |
| التطبيقات | أجزاء عالية الدقة في مختلف الصناعات. | التطبيقات ذات الضغط العالي والمتطلبة. |
التطبيقات عبر الصناعات
- أجزاء الطيران والفضاء
إن تصنيع أجزاء الطيران والفضاء أمر بالغ الأهمية حيث يتعين على هذه الأجزاء الخضوع لاختبارات مرهقة. وعلاوة على ذلك، تتطلب الطبيعة الحرجة لصناعة الطيران والفضاء أجزاء موثوقة وجديرة بالثقة. وفي هذا السيناريو، تعتمد الصناعات الكبرى على الألومنيوم المستخدم في صناعة الطائرات. ومع ذلك، نظرًا لأن القوة ذات أهمية أساسية، غالبًا ما يتم استخدام الألومنيوم المزور. والاختيار المثالي للاستخدام هو سبائك الألومنيوم 7075 t6 لتصنيع أجزاء الطيران والفضاء.
بعد أن قلنا هذا، هناك العديد من التطبيقات المعقدة في صناعة الطيران والتي تتطلب تصنيعًا دقيقًا. لذلك، في مثل هذه التطبيقات، يتم استخدام الألمنيوم المصبوب أيضًا.
- قطع غيار السيارات
صناعة السيارات هي صناعة ضخمة تتطلب أجزاء متعددة تتراوح من الحافات إلى العجلات. ومرة أخرى، كما ناقشنا في صناعة الطيران والفضاء، فإن صناعة السيارات لديها أيضًا مجموعة متنوعة من التطبيقات للألمنيوم. وفي المناطق التي تتطلب قوة ومتانة عالية، يتم استخدام الألومنيوم المزور. وتشمل الأمثلة الحافات المصنوعة من الألومنيوم المزور والتي تعد مثالية لتقليل الوزن وتحسين كفاءة الوقود في المركبات.
في حين أنه إذا كانت دقة التصنيع والجماليات مهمة، فيتم استخدام الألمنيوم المصبوب. ومن الأمثلة على ذلك العجلات والأقواس المخصصة.
- قطع غيار الدراجات النارية
كما أن صناعة الدراجات النارية لديها مستويات واسعة من تطبيقات الألومنيوم التي تتطلب مجموعة متنوعة من درجات الألومنيوم والأجزاء. بعض الأجزاء الأكثر شيوعًا لصناعة الدراجات النارية هي عجلات الألومنيوم المصبوبة. هذه العجلات ليست جذابة من الناحية الجمالية فحسب، بل إنها أيضًا مقاومة للتآكل وخفيفة الوزن.
- التطبيقات البحرية
بالإضافة إلى الصناعات التحويلية المذكورة أعلاه، يتم استخدام سبائك الألومنيوم 5052 على نطاق واسع في الصناعات بسبب مقاومتها العالية للتآكل وقوتها. نظرًا لأن سبائك الألومنيوم مع المغنيسيوم والكروم توفر قوة كبيرة ومقاومة للتآكل، فهي مثالية للصناعات البحرية حيث يكون هناك تعرض كبير للبيئة المسببة للتآكل.
مقارنة التكلفة: الألومنيوم المزور مقابل الألومنيوم المصبوب
من حيث التكاليف الأولية، تكون تكاليف الألومنيوم المزور أعلى بسبب الآلات المكثفة والعمالة الماهرة المطلوبة. ومع ذلك، من حيث الإنتاج الضخم، تنخفض التكاليف الهامشية ويصبح الألومنيوم المزور فعالاً من حيث التكلفة.
من ناحية أخرى، يوفر الألمنيوم المصبوب تكاليف أولية أقل. ومع ذلك، نظرًا لأن أدوات التحكم الرقمي بالكمبيوتر وأدوات التصنيع الدقيقة الأخرى جيدة في إنتاج النماذج الأولية، إلا أنه عندما يتعلق الأمر بالتصنيع على نطاق واسع، فإن الألمنيوم المصبوب لا يؤدي أداءً جيدًا.
النتيجة: الألمنيوم المصبوب أو المزور
باختصار، كل من عمليتي تصنيع الألومنيوم المصبوب والألومنيوم المزور لهما مجموعة من الإيجابيات والسلبيات المشتركة. ومع ذلك، لا يمكن أن يكون هناك حل واحد يناسب جميع المواد. لذلك، فإن الألومنيوم المصبوب هو عملية جيدة توفر المرونة في التصميم والدقة العالية.
من ناحية أخرى، يوفر الألومنيوم المزور قوة ومتانة كبيرتين مع كونه في نفس الوقت مناسبًا للتصنيع على نطاق واسع. ونتيجة لذلك، عليك أن تتخذ قرارك بناءً على تفضيلاتك لاختيار عملية التصنيع الصحيحة.
اكتشف المزيد مع منشورات مدونتنا.
المشاركات الاخيرة
اكتشف المزيد عن منتجاتنا.
المنتجات ذات الصلة
اقتباس فوري!