Как алуминиевите екструзии се сравняват с алтернативни материали?
Веднъж замених стоманен предпазител на машината с алуминиеви профили и забелязах незабавни промени. Ежедневната ми борба с движещите се части стана по-лесна, когато видях простотата и здравината на алуминия.
Алуминиевите екструдирани изделия предлагат баланс между ниско тегло, здравина, цена и устойчивост в сравнение със стоманата, PVC, пластмасите и композитните материали.
Нека разгледаме подробно всяко сравнение, за да ви помогнем да изберете правилния материал.
1. Какви са разликите в характеристиките на алуминиевите и стоманените екструдирани изделия?
Стоманата и алуминият имат силни и слаби страни във формата на екструдиране.
Стоманените профили са здрави и твърди, но тежки и податливи на корозия, докато алуминият предлага високо съотношение между здравина и тегло и отлична устойчивост на корозия.
Здравина и твърдост
Материал | Сила на опън | Сила на провлачване | Плътност | Тегло на фут (100 мм кв.) |
---|---|---|---|---|
Алуминий 6061-T6 | ~310 MPa | ~276 MPa | 2,70 g/cm3 | ~0,96 lb |
Алуминий 7075-T6 | ~572 MPa | ~503 MPa | 2,81 g/cm3 | ~1,00 lb |
Мека стомана (A36) | ~400 MPa | ~250 MPa | 7,85 g/cm3 | ~2,78 lb |
- Стоманата има по-голяма твърдост и коравина.
- Въпреки че алуминият 7075 има висока якост, стоманата все пак е по-твърда.
- Алуминият има почти 65-70% по-малко тегло от стоманата за същия размер.
Устойчивост на корозия
- Алуминият естествено образува оксиден слой. Покрития като анодиране го подобряват.
- Стоманата трябва да се боядиса или поцинкова, за да не ръждясва.
- Във влажен, крайбрежен или промишлен въздух алуминият показва по-добра устойчивост.
Обработваемост
- Алуминият е по-мек. Той реже бързо, нуждае се от по-малко енергия и износването на инструментите е по-малко.
- Стоманените инструменти се износват повече и се нуждаят от по-бавни скорости и охлаждане.
Съотношение цена/производителност
- Стоманеният материал струва по-малко на килограм.
- Разходите за транспорт и монтаж са по-високи поради теглото.
- Алуминият поддържа лек дизайн и по-малки разходи за доставка.
Научих това по време на модернизация на оборудване. Стоманеният предпазител беше здрав, но тежък и бързо ръждясваше. Алуминиевата версия не изискваше пребоядисване след две години и спести 40% от теглото.
2. Каква е цената на алуминиевите профили в сравнение с PVC или пластмасата?
PVC и пластмасовите екструдирани материали се използват често в прозорците, тапицериите и рамките на осветлението. Цената и свойствата им се различават от тези на алуминия.
PVC/пластмасата е по-евтина и лесна за оформяне, но алуминият осигурява по-голяма здравина, издръжливост и качество на покритието за по-дълъг живот.
Разбивка на разходите
Материал | Приблизителна цена за lb* | Типични случаи на употреба |
---|---|---|
Екструдиране на PVC | $0.50 - $1.00 | Прозоречни рамки, тапицерия, въздуховоди |
Найлон/ABS пластмаса | $2.00 - $4.00 | Корпуси, потребителски части |
6061 алуминий | $2.50 - $3.50 | Конструктивни рамки, висок клас прозорци |
Алуминий 7075 | $4.00 - $6.00 | Конструкции с голямо натоварване, използване в космическата индустрия |
*Цените варират в зависимост от пазара и обема.
- PVC и ABS струват по-малко на килограм и се произвеждат бързо.
- Цената на алуминия е по-висока, но предлага по-добри характеристики и покритие.
Компромиси
- PVC се реже и заварява лесно.
- Но тя може да се деформира под въздействието на UV лъчи, топлина или тежест.
- Алуминият е устойчив на слънце, запазва формата си и издържа на тежки товари.
- При прозоречните рамки PVC може да се изкриви; алуминият остава стабилен и запечатан.
Веднъж пробвах компоненти от PVC за външен павилион и те провиснаха в летните горещини. Алуминият запази рамката права и стабилна през различните сезони.
3. Какви са предимствата на теглото на алуминиевите профили пред другите метали?
Лекото тегло е от значение за дизайна, транспортирането и ергономичността.
Алуминиевите екструдирани профили предлагат до 70% намаление на теглото в сравнение със стоманата и 40% в сравнение с медта/месинга, като същевременно запазват високата си производителност.
Сравнение на теглото
Материал | Плътност g/cm3 | Съотношение на теглото спрямо алуминия |
---|---|---|
Стомана | 7.85 | 2,9× по-тежък |
Мед | 8.96 | 3,3× по-тежък |
Месинг | ~8.50 | 3,1× по-тежък |
Титан | 4.50 | 1,7× по-тежък |
Алуминий | 2.70 | Базова линия |
- Стоманата е около 3 пъти по-тежка от алуминия.
- Титанът все още е ~70% по-тежък, макар и по-здрав.
- Алуминият е съчетание между ниско тегло, здравина и цена.
Предимства на дизайна
- По-лесен за работа и монтаж.
- По-ниски разходи за доставка, особено за дълги профили.
- По-малко натоварване на носещите конструкции на сградите или машините.
Спомням си, че монтирах стоманени рамки и имах нужда от допълнителна работна ръка. При алуминиевите версии само двама души можеха да ги вдигнат с лекота.
4. Доколко устойчиви са алуминиевите екструдирани материали в сравнение с композитните материали?
Устойчивостта вече е ключов фактор при избора на материали.
Алуминият е изключително устойчив поради възможността за рециклиране и малкото отпадъци. Композитните материали могат да изглеждат екологични, но често нямат възможност за рециклиране в рамките на целия цикъл.
Устойчивост през целия жизнен цикъл
Материал | Възможност за рециклиране | Енергия за рециклиране | Отпадъци в производството |
---|---|---|---|
Алуминий | 100% може да се рециклира без загуба на здравина | ~5% първично производство | Ниска повторна употреба на скрап |
Стомана | 100% за рециклиране | ~25% от първични | По-висока повторна употреба на скрап |
PVC/пластмаса | Ограничено рециклиране, по-ниско качество | Висока енергия, химически проблеми | Обичайно рециклиране |
Влакнести композити | Много ограничено рециклиране | Много висока топлина/разходи | Скрап, който често се изгаря или депонира |
- Алуминиевият скрап се разтопява напълно и се използва повторно при ниски енергийни разходи.
- Стоманата също се рециклира добре, но алуминият е по-лек за транспортиране.
- Пластмасата може да бъде рециклирана веднъж, но често се озовава на сметището.
- Композитните материали са трудни за рециклиране. Често се режат и изгарят или се депонират.
Екологични предимства
- Рециклираният алуминий използва само 5% енергия за производството на нов.
- Рециклирането намалява парниковите емисии и пести ресурси.
- Композитните материали често използват токсични смоли и ограничени възможности за крайния срок на експлоатация.
Веднъж одитирах една фабрика и забелязах, че алуминиевите отпадъци се събират за рециклиране. Те печелеха пари в брой и това затваряше цикъла. Никой не рециклира композитни тестови части, а просто ги изхвърля.
Заключение
Алуминиевите екструдирани материали са блестящи, когато се нуждаете от леки, здрави, издръжливи и устойчиви материали. Стоманата е по-здрава, но тежка и ръждясва. PVC/пластмасата е евтина, но се деформира и износва. Композитните материали са високотехнологични, но често се превръщат в отпадъци.
Изборът на алуминий помага на проекта ви да издържи дълго, да остане лек и да остави по-малък въглероден отпечатък.
Въпроси вярно/невярно
Алуминиевите профили са с около 70% по-леки от стоманените, когато се сравняват профили със същия размер.Истински
Плътността на стоманата е почти 3 пъти по-голяма от тази на алуминия, което прави алуминия с около 65?70% по-лек при същия обем.
Композитните екструдирани материали се рециклират по-лесно от алуминиевитеФалшив
Композитните материали, като например подсилените с влакна пластмаси, се рециклират много трудно, за разлика от алуминия, който е напълно рециклируем.