Kuidas võrrelda alumiiniumprofiile alternatiivsete materjalidega?
Ükskord asendasin terasest masina kaitse alumiiniumprofiilidega ja märkasin koheseid muutusi. Minu igapäevane võitlus liikuvate osadega muutus lihtsamaks, kui nägin alumiiniumi lihtsust ja tugevust.
Alumiiniumprofiilid pakuvad võrreldes terase, PVC, plasti ja komposiitidega kerguse, tugevuse, hinna ja jätkusuutlikkuse tasakaalu.
Vaatame iga võrdlust lähemalt, et aidata teil valida õige materjal.
1. Millised on alumiinium- ja terasprofiilide toimivuse erinevused?
Terasel ja alumiiniumil on kummalgi tugevused ja nõrkused ekstrusiooni kujul.
Terasprofiilid on tugevad ja jäigad, kuid rasked ja korrosioonile altid, samas kui alumiinium pakub suurt tugevust kaalule ja suurepärast korrosioonikindlust.
Tugevus ja jäikus
Materjal | Tõmbetugevus | Mahtuvuspiirang | Tihedus | Kaal ühe jala kohta (100 mm ruutmeetri kohta) |
---|---|---|---|---|
6061-T6 alumiinium | ~310 MPa | ~276 MPa | 2,70 g/cm3 | ~0.96 lb |
7075-T6 alumiinium | ~572 MPa | ~503 MPa | 2,81 g/cm3 | ~1.00 lb |
Leebe teras (A36) | ~400 MPa | ~250 MPa | 7,85 g/cm3 | ~2.78 lb |
- Terase jäikus ja jäikus on suurem.
- Kuigi 7075 alumiiniumil on suur tugevus, on teras siiski jäigem.
- Alumiiniumil on sama suuruse puhul peaaegu 65-70% vähem kaalu kui terasel.
Korrosioonikindlus
- Alumiinium moodustab looduslikult oksiidikihi. Katted, nagu anodeerimine, parandavad seda.
- Teras vajab roostetõrjeks värvi või galvaniseerimist.
- Niiskes, ranniku- või tööstusõhus on alumiinium vastupidavam.
Töödeldavus
- Alumiinium on pehmem. See lõikab kiiresti, vajab vähem jõudu ja tööriistade kulumine on väiksem.
- Terasest tööriistad kuluvad rohkem ja vajavad aeglasemat kiirust ning jahutust.
Kulud vs. jõudlus
- Terasest materjal maksab vähem ühe naela kohta.
- Transpordi- ja montaažikulud on kaalu tõttu suuremad.
- Alumiinium toetab kerget konstruktsiooni ja väiksemaid saatmiskulusid.
Ma õppisin seda seadmete ümberehitamise ajal. Terasest kaitse oli tugev, kuid raske ja roostetas kiiresti. Alumiiniumversioon ei vajanud kahe aasta pärast ümbervärvimist ja säästis 40% kaalu.
2. Kuidas on alumiiniumprofiilide hind võrreldes PVC või plastiga?
PVC- ja plastprofiilid on tavalised akende, liistude ja valgustusraamide puhul. Nende maksumus ja omadused erinevad alumiiniumist.
PVC/plastik on algselt odavam ja seda on lihtne vormida, kuid alumiinium annab suurema tugevuse, vastupidavuse ja viimistluskvaliteedi, mis tagab pikema eluea.
Kulude jaotus
Materjal | Ligikaudne maksumus naela kohta* | Tüüpilised kasutusjuhtumid |
---|---|---|
PVC ekstrusioon | $0.50 - $1.00 | Aknaraamid, liistud, kanalid |
Nailon/ABS plastik | $2.00 - $4.00 | Karbid, tarbekaupade osad |
6061 alumiinium | $2.50 - $3.50 | Struktuursed raamid, kõrgekvaliteedilised aknad |
7075 Alumiinium | $4.00 - $6.00 | Raske koormusega konstruktsioonid, lennunduses ja kosmoses kasutamiseks |
*Hinnad varieeruvad vastavalt turule ja mahule.
- PVC ja ABS maksavad ühe naela kohta vähem ja neid on kiire toota.
- Alumiinium maksab rohkem, kuid pakub paremat jõudlust ja viimistlust.
Kompromissid
- PVC lõikab ja keevitab kergesti.
- Kuid see võib deformeeruda UV-kiirguse, kuumuse või raskuse mõjul.
- Alumiinium talub päikest, säilitab kuju ja kannab raskeid koormusi.
- Aknaraamide puhul võib PVC väänduda; alumiinium jääb stabiilseks ja tihendatavaks.
Proovisin kord PVC-elemente väliskioskile ja need vajusid suvekuumuses läbi. Alumiinium hoidis raami sirge ja stabiilsena läbi aastaaegade.
3. Millised on alumiiniumprofiilide kaalueelised teiste metallide ees?
Kergus on oluline disainis, transpordis ja ergonoomikas.
Alumiiniumprofiilid pakuvad kuni 70% kaalusäästu võrreldes terasega ja 40% võrreldes vase/messingiga, säilitades samal ajal tugeva jõudluse.
Kaalude võrdlus
Materjal | Tihedus g/cm3 | Massi suhe alumiiniumiga |
---|---|---|
Teras | 7.85 | 2,9× raskem |
Vask | 8.96 | 3,3× raskem |
Messingist | ~8.50 | 3,1× raskem |
Titaan | 4.50 | 1,7× raskem |
Alumiinium | 2.70 | Põhitasemel |
- Teras on umbes 3× raskem kui alumiinium.
- Titaan on ikka veel ~70% raskem, kuigi tugevam.
- Alumiinium annab kerge kaalu, tugevuse ja hinna poolest hea tulemuse.
Disaini eelised
- Lihtsam käsitseda ja paigaldada.
- Madalamad saatmiskulud, eriti pikkade profiilide puhul.
- Väiksem koormus hoonete või masinate kandekonstruktsioonidele.
Mäletan, et paigaldasin terasraame ja vajasin lisatööjõudu. Alumiiniumist versioonide puhul võisid vaid kaks inimest neid hõlpsasti tõsta.
4. Kui jätkusuutlikud on alumiiniumprofiilid võrreldes komposiitmaterjalidega?
Jätkusuutlikkus on nüüd materjalide valikul võtmeteguriks.
Alumiinium on väga jätkusuutlik, kuna see on taaskasutatav ja tekitab vähe jäätmeid. Komposiitmaterjalid võivad tunduda ökoloogilised, kuid neil puudub sageli täielik ringlussevõetavus.
Jätkusuutlikkus kogu elutsükli jooksul
Materjal | Taaskasutatavus | Energia taaskasutamiseks | Tootmisjäätmed |
---|---|---|---|
Alumiinium | 100% ringlussevõetav ilma tugevuse kaotamiseta | ~5% esmatoodangust | Vähene jääkide korduvkasutamine |
Teras | 100% taaskasutatav | ~25% esmase | Suurem jääkide taaskasutamine |
PVC/plastik | Piiratud ringlussevõtt, vähendab kvaliteeti | Kõrge energia, keemilised probleemid | Ühine ringlussevõtmine |
Kiudkomposiidid | Väga piiratud ringlussevõtt | Väga kõrge soojus/kulud | Jäätmed põletatakse sageli või ladestatakse prügilatesse. |
- Alumiiniumjäätmed sulavad täielikult ja taaskasutatakse madala energiakuluga.
- Ka teras on hästi taaskasutatav, kuid alumiiniumi on kergem transportida.
- Plasti võib kord ringlusse võtta, kuid sageli satub see prügilasse.
- Komposiitmaterjale on raske taaskasutada. Sageli lõigatakse ja põletatakse või ladestatakse prügilasse.
Ökoloogilised eelised
- Ringlussevõetud alumiinium kasutab vaid 5% energiat uue valmistamiseks.
- Taaskasutamine vähendab kasvuhoonegaaside heitkoguseid ja säästab ressursse.
- Komposiitmaterjalides kasutatakse sageli mürgiseid vaiku ja piiratud kasutusiga.
Kord auditeerisin ühte tehast ja märkasin, et alumiiniumijäätmeid kogutakse ringlussevõtuks. Nad teenisid raha ja see sulges silmuse. Keegi ei taaskasutata komposiittestide osi, nad lihtsalt viskavad need minema.
Kokkuvõte
Alumiiniumprofiilid paistavad silma, kui vajate kergeid, tugevaid, vastupidavaid ja jätkusuutlikke materjale. Teras on tugevam, kuid raske ja roostetab. PVC/plastik on odav, kuid kõverdub ja kulub. Komposiitmaterjalid tunduvad kõrgtehnoloogilised, kuid lõppevad sageli jäätmetena.
Alumiiniumi valimine aitab teie projektil kaua vastu pidada, jääda kergeks ja jätta väiksema süsiniku jalajälje.
Tõsi/vale küsimused
Alumiiniumprofiilid on umbes 70% võrra kergemad kui teras, kui võrrelda sama suurusega profiile.Tõsi
Terase tihedus on peaaegu 3 korda suurem kui alumiiniumil, mistõttu on alumiinium sama mahu juures umbes 65?70% võrra kergem.
Komposiitprofiile on lihtsam taaskasutada kui alumiiniumiVale
Komposiitmaterjale, nagu kiududega tugevdatud plastid, on väga raske taaskasutada, erinevalt alumiiniumist, mis on täielikult taaskasutatav.