Future responsible design and aluminium

Future responsible design and aluminium

Ten reasons for aluminium in future responsible design:

  1. Aluminium is the most common metal on earth.
  2. Aluminium is 100% recyclable without degradation of the material.
  3. Remelting aluminium cost a low amount of energy, only 5% compared to initial production.
  4. Aluminium is a light material and therefore saves energy during transport and lifetime.
  5. Aluminium has great malleability, you can create all kinds of forms and the forming requires low amount of energy.
  6. Aluminium has a high specific strength, so strong and light at the same time.
  7. Function integration possibilities are huge, due to high deform-ability parts can be reduced saving time effort and money.
  8. Easy and fast to machine with long tool lifetime.
  9. Aluminium is highly corrosion resistant, therefore maintenance is relatively low, saving cost energy and effort.
  10. Aluminum waste equals money, this is the autonomic motive why aluminum is recycled so much.

 

Disadvantages of aluminium:

  1. It requires a better understanding of the design possibilities, there are so many options to from your product.
  2. Aluminium is flexible. If you need stiff products you have to acquire better design skills in order to solve this via design.
  3. Relatively low melting point (660°C pure aluminium) which allows you to use low energy in order to form your product.
  4. Aluminium is relative un-noble, design for corrosion requests more knowledge to make use of the passive protective oxide layer and prevent problems like galvanic corrosion by false design.
  5. The application of aluminium requires an pH neutral environment. In basic or acid environment the protective oxide layer will decrease.
  6. There is a wide variety of alloys which are used depending on the design need, luckily there are 8 main categories which are well defined.
  7. Aluminium is sensible for fatigue like most metals, you need to consider the aluminium design rules in order to create a robust design in dynamic application. But it allows you to create predictable interval inspections.
  8. Aluminium transfers heat, for fire or welding application it cools the heat and more energy is required to increase temperature.
  9. Due to its corrosion resistance it takes relatively long to decrease back to aluminium oxide in nature in dry environment keeping your product save.
  10. You won’t find it back in nature when it decreases since the earth crust consist of 8% aluminum oxide, aluminium will not damage the environment.

What’s your reason to use aluminium for your product? Let me and everybody know by commenting on this blog and I will sent you the checklist for aluminium product design.
Kind Regards, Ellen

How to choose the right alloy?

How to choose the right alloy?

Choosing the right aluminium alloy can be hard if you are not that familiar with all its variety.

Depending of application from and requirements choosing can be difficult. What material is available and when? Is a custom dedicated alloy developed for you? If you are an engineer and choose different materials each day probably aluminium is not a material you know all about. Maybe you even let your supplier choose the alloy for you. How do you keep track of quality and remain supplier independent? Let alone be purchaser friendly and cost effective?

Specifying the material aluminium on your drawing or 3d model requires aluminium knowledge. Let me help you. At first which basic form will your part come from?

Like the logo of aluminium metal knowledge displays there are three basic variations of aluminium categories:

Plate, Profile and Castings.

Plates

Thin plates below 4 mm are mainly in 1000 series 3000 series and the strongest in 5000 series.

Profile

Bars and profiles are 2000, 6000 and 7000 alloys. Almost all profiles are made from 6000 alloys. Bars and strips can be 2000 and 7000 alloys as well. See aluminium extrusion alloys (DUTCH). Those alloys are also often used in additional processes like forging, hydroforming or machining.

Castings

Castings are made mostly from 4000 series alloys which have 5 digit numbers like AC 46000. Commonly used for high pressure die casting is EN AC-46200 and for sandcasting EN AC-43000.

Table Cast alloys

For more info see Cast alloys (DUTCH).

Second question is which requirement is crucial /most important?

Strength, elongation, corrosion resistance, malleability etc?

Depending on the number one and the order of the other aspects a number of alloys are suitable for the application.

Of course there are many more questions to consider specifying the right alloy for your application. You can contact me if you need help but before you do first answer this question:

Why is it difficult for you to specify the aluminium alloy? Two engineers will win free access to the online course via a raffle just by answering this question. Put you answer in the comment box bellow and I let you know if you are the winner. Every reaction receives the others questions you should consider designing an aluminium product by adding checklist in your comment.

Aluminium regards,
Ellen

Wat is anodiseren?

Wat is anodiseren?

Anodiseren wordt voor aluminium veelvuldig toegepast, maar wat is het nu eigenlijk? Waarom wordt dit zoveel gebruikt en hoe komt het dat er variatie in uiterlijk is?

Kort gezegd: Anodiseren is een kunstmatig aangebrachte verdichte aluminium oxidelaag onder invloed van stroom in een natchemisch proces.

Anodiseren wordt in België vaak eloxeren genoemd. Eloxeren is een ander woord voor anodiseren, maar is hetzelfde.

Een anodiseerlaag op aluminium is dus een oxidelaag, dit is zonder kleurproces een transparante laag. Hierdoor werkt de laag als een vergrootglas over het aluminium. Zitten er ongelijkmatigheden of bijvoorbeeld een vingerafdruk op het aluminium, grote kans dat na het anodiseren dit aan het licht komt. De anodiseerlaag is een keramische en glasachtige laag. Hard als schuurpapier door het aluminium oxide en het werkt als tevens als een beschermende laag. Wat de natuurlijke oxidelaag op het aluminium doet ter bescherming van corrosie doet de anodiseerlaag eveneens maar dan beter en met een mooier visueel uiterlijk.

Hoe ziet het anodiseerproces eruit?

 

 

Het aluminium wordt voor het proces middels een aantal stappen gereinigd en van zijn natuurlijke oxidelaag ontdaan. Daarna worden de overgebleven legeringselementen aan het oppervlak middels een desmut behandeling verwijderd en is het materiaal klaar voor anodisatie.

In een bad met een spanningsverschil tussen anode en kathode zal het aluminium versneld reageren met zuurstof in de zure, meestal zwavelzuur, waterige oplossing. Omdat het milieu is afgeregeld op het proces en de stroomdichtheid exact wordt ingeregeld wil het aluminium uniform over het product zo snel mogelijk reageren en vormt oxides. Het begint bij het “aangrijpingspunt” waar vandaan het groeiproces start.

 

 

Het aluminium wordt omgezet naar aluminium oxide

Het aluminium dat omgezet wordt naar het aluminiumoxide neemt 2x zoveel ruimte in als het oorspronkelijke aluminium. Dit betekent voor een anodiseerlaag 2/3 in het materiaal en 1/3 erop. De afmeting van het product neemt dus toe.

Hoe kan het dan dat veelal de profielen geanodiseerd in de markt een kleinere maatvoering hebben dan ongeanodiseerde vraag je je misschien af.

Dat heeft te maken met het beitsproces van het aluminium product. Om het aluminium van zijn oxide te bevrijden wordt er materiaal afgebeitst van het product. Hierdoor is voor profielen in de markt de maatvoering van geanodiseerd vaak kleiner dan bruut (=onbehandeld).

Kleurvariatie van de anodiseerlaag

De kleur van een (ongekleurde) anodiseerlaag wordt beïnvloed door heel veel parameters. Denk aan temperatuur, stroomdichtheid, samenstelling van het bad, laagdikte en zelfs walsrichting en natuurlijk de legering.

Wil je aluminium in dezelfde kleur dan is het verstandig een boven- en onderwaarde af te spreken met de anodiseur door middel van samples, vastgelegd bij de anodiseur.

Het blijft een materiaaleigen laag en geen ralcoating. Wil je geen kleurverschil zien? Design dan kleurvariatie in je ontwerp. Zie onderstaand voorbeeld.

 

Ben jij ENGINEER en wil je het nieuwe e-book over corrosie van aluminium en oppervlakte behandelingen?  Heb jij een specifieke vraag of opmerking over anodiseren van aluminium? Vermeld dit hieronder in het commentaar veld met de opmerking corrosie e-book ja en ik ga voor jou het e-book maken en toesturen!

Aluminium solderen mogelijk?

Aluminium solderen mogelijk?

Solderen en aluminium gaat dat wel samen? Als je zoveel warmte inbreng geeft aan het materiaal levert het wel een goede verbinding/constructie op?

Bij solderen van aluminium komen veel vragen naar boven. In dit artikel geven we je een inkijk op een aantal vragen. Dit verhaal is tot stand gekomen door het leuke gesprek dat ik met Erik Brom van Mat-tech voerde over het wel en wee van aluminium solderen. Dank je wel Erik!

Net als andere metalen is het mogelijk om aluminium te solderen.

Binnen het solderen maken we onderscheid tussen zacht- (beneden de 450°C) en de hardsoldeer processen (boven de 450°C). De hardsoldeer processen worden gebruikelijk hoog temperatuur solderen genoemd.

In dit artikel nemen we vier meest gebruikte manieren van solderen van aluminium kort door:

  • Zacht solderen zonder flux
  • Hoog temperatuur solderen met flux (Nocolok)
  • Vacuüm solderen
  • Diffusion bonding (soldeer alternatief)

 

Zacht solderen zonder flux

Zacht solderen gebeurt onder lagere temperatuur met een soldeerdraad die een lager smeltpunt heeft dan het te solderen materiaal. Hier wordt gewerkt met bijvoorbeeld tin of zink als hoofdbestanddeel van de draad. (Er zijn ook processen met flux mogelijk maar dat is weinig gebruikt doordat flux hier een blijvend corrosief effect heeft.)

 

Hoog temperatuur solderen met flux

Voor het solderen met flux voeg je een soldeerflux toe die ervoor zorgt dat de oxidehuid wordt gebroken en er onder invloed van warmte een verbinding tot stand wordt gebracht.

 

Vacuüm solderen

Vacuüm solderen wordt voor o.a. warmtewisselaars gedaan. Dit is een hoog temperatuur soldeerproces. Het geclad materiaal heeft aan de buitenkant een dun laagje aluminium met een lagere smelttemperatuur dan het kernmateriaal. Door het verhogen van de temperatuur van het onderdeel in de oven smelt de buitenste clad-laag en vormt de verbinding tussen de delen. Nadeel hierbij is dat het de nodige nauwkeurigheid vereist en het alleen loont bij grote aantallen. Dit omdat het inregelen van het proces veel energie en tijd kost.

 

Diffusion bonding

Diffusion bonding is eigenlijk geen soldeer proces, er wordt geen soldeer of flux toegevoegd . Het proces gaat iets anders. Door het verhogen van temperatuur tot ca 50-100 graden onder de smelttemperatuur én het onder mechanische druk zetten van de te verbinden delen wordt het aluminium van het ene deel tegen het aluminium van het andere deel gedrukt en visa versa. Door de plastische deformatie van het oppervlak wordt een metallische verbinding tot stand gebracht. Dit gebeurt door diffusie van beide materiaal delen. Vaak zijn dit plaat-plaat verbindingen.

 

Solderen en aluminium - Aluknowledge

 

Wat is de beste soldeer verbinding?

De meest ideale verbinding is een verbinding die je niet opmerkt en die het dichtst bij het basis materiaal ligt. De beste en sterkste soldeerverbinding is die zonder flux met voldoende overlap en geringe warmte-inbreng. Dit is echter per applicatie verschillend en in te regelen per situatie.


Hoe sterk is een soldeerverbinding?

Als er goed gesoldeerd wordt net zo sterk of sterker dan een lasverbinding!

 

Welke legeringen kun je solderen?

Eigenlijk alle legeringen van 1000, 3000, 4000, 6000, 7000 en dus ook de gietlegeringen. Alleen van de 2000 legeringen weet ik het niet, nu is een legering met koper zo wie zo niet prettig voor een verbinding door warmte-inbreng maar de EN AW-7075 lukt ook, dus wie weet.

 

Wat zijn andere voordelen van een aluminium soldeerverbinding?

Je hebt geen last van porositeit. Tijdens het maken van de verbinding moet je wel zorgen dat zuurstof niet kan reageren met het aluminium.

Je hebt een vol metallisch contact, dus een goede warmteoverdracht en elektrische geleiding


Hoe komt het dat een soldeerverbinding sterker kan zijn dan lassen?

Omdat je op heel veel punten tegelijk een verbinding tot stand kan brengen.
Ander voordeel is dat je veel minder vervorming door spanningen in de verbinding overhoudt, doordat je vaak het materiaal overal gelijktijdig evenveel opwarmt. Je hebt geen nadeel van de bij het lassen benodigde lasvolgorde.

 

Zijn er ook nadelen?

Ja. Je hebt impact van warmte op het materiaal ook bij diffusion bonding waar je geen smelt van materialen hebt.

Tja, en je moet een product vaak in de oven behandelen dus te grote afmetingen zijn niet haalbaar. Denk aan max een meter bij een meter.

Het zo ingenieus geproduceerde aluminium boet in op sterkte door warmte-inbreng!

Er zijn maar weinig bedrijven die dit kunnen.


Wat heb je nodig voor een goede verbinding behalve een betrouwbare toeleverancier?

Een in het product geëngineerd verbinding met geschikt verbindingsvlak en een dedicated soldeer-spleetbreedte. Ook is het belangrijk dat er gewerkt wordt met schone onderdelen. Eigenlijk vergelijkbaar als bij lijmen. Alleen is dit een veel sterkere verbinding.


Wanneer zou je solderen in het bijzonder aanraden?

Het is altijd het overwegen waard. Afhankelijk van product, vorm en aantallen. Als je er met lassen of lijmen niet uitkomt, of je wilt een sterker, beter en een betrouwbaarder proces, overweeg dan solderen.

 

Ben jij ENGINEER en heb je een vraag over solderen van aluminium? Stel deze hieronder en je ontvangt antwoord plus de eerste 3 technische vraagstukken ook nog eens een  gratis skype gesprek van 30 minuten!

De ultieme catalogus voor aluminium profielen

De ultieme catalogus voor aluminium profielen

Waarom zijn er zo weinig standaardprofielen van aluminium?

Als je kijkt in de markt zijn er enorm veel aluminium profielen die toegepast worden. Zoek je naar dat ene profiel dat je net gezien hebt, en je kunt het nergens vinden, wat dan? Overal waar je het vraagt krijg je nul op request. Hoe kan dat nou? Je bent maar aan het zoeken en zoeken en je vindt niet datgene wat jij wilt hebben. Waarom eigenlijk? Heel simpel, er zijn zo ontzettend veel verschillende mogelijkheden met aluminium dat je al heel snel een profiel voor jouw specifieke toepassing kunt maken met een relatief lage investering. Een matrijs kost helemaal niet zoveel geld, ergens tussen de € 1000 en € 1500 voor een vol profiel en € 1000- € 2500 voor een hol profiel. Ga je naar de grotere afmetingen, ja dan zijn de matrijskosten een stuk hoger. Hoe complexer en groter, hoe duurder, denk hierbij aan de richting van € 25.000. Het komt wel voor, maar dat zijn dan speciale profielen. Voor de meeste profielen van ca. Ø100mm kost het dus niet zoveel.

.

Zijn er wel standaardprofielen?

Ja, er zijn wel standaardprofielen. Deze profielen zijn er van verschillende merken. Je kunt ze makkelijk koppelen en ze worden heel veel toegepast voor testopstellingen. Je koopt profiel en een aantal verbindingsstukken en je zet het in elkaar zoals jij het wilt hebben. Of je maakt er een product mee…

.

Infento groeibouwpakket (www.infentorides.com/nl)

Andere profielen. Tja, dat zijn eigenlijk specials. Er zijn handelaren die hun eigen specifieke profielen voeren voor bijvoorbeeld trailerbouw. Of voor lekdorpels en andere afwerkprofielen t.b.v. de bouw. Ieder heeft er een aantal opgenomen in hun catalogus. Sommige hebben hun eigen assortiment ontwikkeld t.b.v. bijvoorbeeld signing systemen, scheidingswanden of terrasafscheidingen.

De niet intelligente U profielen of hoekprofielen heeft iedereen, maar vaak is dat nou niet het profiel waar je naar op zoek bent.

.

Wat moet je dan?

Je eigen extrusie-profiel! Maar hoe? Daar heb je enige kennis van zaken voor nodig of een betrouwbare partner die je hierbij helpt. Is een extrusie-profiel een belangrijk onderdeel van je product dan is het zeker zaak hiervoor kennis op te bouwen. Waar begin je.

Er zijn een aantal regels die je in acht moet nemen om efficiënte profielen te realiseren.

Hiervoor kun je op verschillende plekken informatie vinden:

.

Heb jij een vraag over het ontwikkelen van profielen?
Stel de vraag hieronder in de comment box en je ontvangt alle 7 tips om aluminium profielen kostenefficiënt te ontwerpen …..

Ben jij engineer en heb je liever een cursus neem contact op.

Ben je toeleverancier? Bij deze een bijzondere uitnodiging:

Iedere leverancier nodig ik uit, de profielen die zij los verkopen, hieronder te delen met vermelding van toepassing. Deel de link van jouw catalogus, daar waar jouw profieltekeningen staan. Als de engineer wil zoeken kan hij direct de beschikbare profielen vinden. (Link toegestaan, mits die inhoudelijk naar de beschikbare profielen leidt!)

Aluminium groet

Ellen