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

Toen ik dit zag was ik op slag verliefd

Toen ik dit zag was ik op slag verliefd

Degenen die mij kennen weten dat toen ik een jaar of 15 was, mijn affiniteit voor aluminium ontstond. Mijn vader bracht voor mij gerekristalliseerd aluminium in de vorm van een sieraad mee. Het was een Sinterklaas surprise… en daar ontstond mijn voorliefde voor het materiaal. Pas geleden had ik weer zo’n moment. Ik was op een beurs E-Mobility en ik zag iets waarvan ik dacht dat is het.

 

Ik was verkocht. Mijn hart ging tekeer, en razend enthousiast liep ik terug naar mijn stand waar ik die dag mocht bijdragen. Ze keken me vragend aan en ik zei: ik heb het gevonden. Het duurde eventjes maar gedurende mijn verslag werd de nieuwsgierigheid gewekt. Ik dacht het zal wel vervagen, verdwijnen, voorbijgaan, slijten, misschien valt het wel mee en is het een bevlieging, maar ik kon het niet loslaten. Uiteindelijk besloot ik om een proefrit te maken. Dat had ik niet moeten doen… ik was verkocht. De elektrische motorfiets, die er zo onwijs stoer uitziet, je hoort hem niet, hij was niet alleen mooi maar hij reed ook nog eens perfect! Mijn oude CBR opofferen? Autsj, maar dat zwaar doortrapte schakelen zal ik niet missen, de robuustheid van de machine wel en zelfs het lawaai, maar wat ik er voor terug krijg is vele malen beter. Het volledig aluminium frame, accu’s met aluminium koelprofiel, zelfs de kickstart, de standaard, is van aluminium. Eén brok geweld. Wat een elektrisch vermogen. En het enorme koppel dat me over de snelweg doet razen, of heerlijk rustig en stil binnendoor laat sluipen over dijken en door bossen. Zoals de titel van dit blog al zegt, ik ben verliefd. Een elektrische motorfiets zonder geluidsoverlast, zonder CO2 uitstoot tijdens gebruik, goedkoop rijden, thuis aan de paal of enig ander stopcontact opladen.

 

Elektrische motorfiets - Zero SR

 

In de aanschaf wel duur, maar het voordeel van eigen baas; btw is aftrekbaar. Ik moet zeggen dat de goede service van uwvoertuig.nl, bij wie ik de fiets een dag gratis mocht huren, volgens hun voorstel onder het mom van een proefrit… erg bijzonder te noemen was. Dankjewel Frits! Ik heb zelfs de motorfiets mee naar huis gekregen en achteraf betaald maar dat mag ik niet aan iedereen vertellen natuurlijk. Wel dezelfde avond de betaling geregeld 😉 . Toen ik een proefrit maakte op de motor kreeg ook mijn man een elektrische motorfiets mee, een ander model zodat we konden wisselen en die ook konden proberen. Het is toch de SR geworden. Dus als je de motor met de kleur rood zwart en blonde haardos plus zwarte/rode pak voorbij ziet flitsen…

 

Ellen Vaders - elektrische motorfiets

 

Oh ja, ik was niet alleen verliefd. Thuis aangekomen was ik er ook nog eens danig ondersteboven van. Ja letterlijk dan en ook mentaal naderhand. Helemaal meester van dit gevaarte stapte ik af, ZONDER de zijstandaard uit te zetten. 3x raden wat er gebeurde. Gelukkig hielp de buurman me weer overeind, dank Victor. Mijn man heeft bij zijn eerste inspectie de gevolgen niet opgemerkt. Weer een compliment voor het ontwerp. Een mooi aluminium product: gaaf om naar te kijken, gaaf om te rijden en volledig toekomstbestendig.

 

Wat inspireert jou om je nieuwe product nog mooier, vetter, duurzamer en efficiënter te maken? Laat hieronder in de comment box je reactie achter en je krijgt de checklist voor een goed aluminium productontwerp cadeau. Alvast dank je wel voor je bijdrage!

 

Aluminium groet
Ellen

10 dingen die je moet weten als je aluminium wilt laten coaten…

10 dingen die je moet weten als je aluminium wilt laten coaten…

Aluminium coaten / lakken kan in alle kleuren van de regenboog. Denk aan fietsframes, rolstoelen, verkeersborden, etc. De laklaag is niet alleen een bescherming voor het materiaal het maakt het product aantrekkelijk en geeft betekenis voor de gebruiker.

Producteigenaren lopen wel eens tegen problemen met aluminium aan die meestal voorkomen kunnen worden.

Regelmatig krijg ik dan ook vragen binnen over het verfraaien van aluminium. Welke dingen moet je weten als je aluminium goed wilt laten lakken/coaten?

 

1. Allereerst laat een aluminium product altijd lakken. Zelf doen zowel zakelijk als prive is vragen om ellende als je niet de juiste installatie en kennis van zaken hebt.

2. Laat een product lakken door een bedrijf dat gespecialiseerd is in aluminium. Een bedrijf dat staal lakt zal een aantal cruciale stappen voor aluminium kunnen overslaan, of niet optimaal kunnen doen, waardoor de bestendigheid van de laag te wensen overlaat. Bijvoorbeeld kans op besmettingscorrosie, doordat ijzerdeeltjes het aluminium oppervlak vervuilen.

3. Een goed laksysteem hangt af van meerdere factoren. Kies bij voorkeur een legering die zich gemakkelijk laat lakken.

4. Aluminium heeft van zichzelf een natuurlijke oxidelaag waarop weinig hecht. Deze laag beschermt het onderliggende materiaal maar in geval van lakken zal deze verwijderd moeten worden. Na beitsen of schuren zal aluminium snel verwerkt moeten worden. Langer dan een paar uur laten liggen vermindert de betrouwbaarheid van de laklaag.

5. Het laksysteem van aluminium valt of staat met een goede hechting. Hiervoor is er bij aluminium een geschikte conversielaag nodig, voordat er een primer of laklaag kan worden aangebracht. Deze conversielaag zal ook binnen een bepaalde tijd, denk aan maximaal een paar uren, voorzien moeten worden van een laklaag.

6. Voor kustgebieden of pekelomstandigheden gelden zwaardere eisen ten aanzien van de coating dan voor binnentoepassingen. Vocht dringt in zekere mate een laklaag binnen en kan mogelijk schade veroorzaken. Hiervoor zijn verschillende oplossingen zoals een twee-laags laksysteem, deze heeft als het ware een extra barrièrelaag ingebouwd.

7. Wist je dat je in een aantal gevallen beter bruut (onbehandeld) aluminium liefst gepolijst, kunt toepassen dan een (transparante) laklaag die vervolgens in gebruik bijvoorbeeld door steenslag wordt beschadigd? Op dat moment komt er een spanningspiek op dat ene puntje onbehandeld aluminium waarvandaan corrosie een kans krijg. Denk aan autovelgen… De alcoa vrachtwagenvelgen hebben hier geen last van, mits ze schoon gehouden worden, en daar zit geen laklaag op.

 

Corrosie aluminium

 

8. Gebruik afgeronde hoeken in je design. Voor coaten is een radius van 0,5mm (dus geen scherpe kanten) nodig voor een goede bedekking van de randen. De verf heeft de neiging weg te trekken van de scherpe randen en we willen tenslotte een bepaalde laagdikte voor een optimale bescherming.

9. Test voor aluminium gecoated materiaal niet enkel in zoutsproeitest maar in een zure zoutsproeitest. Die geeft beter weer wat de kwaliteit is van het laksysteem. Hiervoor zijn speciale testprotocollen opgesteld.

10. Mocht er toch corrosie op het deel ontstaan dan is wegschuren de enige manier om vervolgens het proces weer volledig opnieuw te beginnen. Je product is dan echter wel iets dunner geworden..

 

Wil jij weten hoe je aluminium corrosie kunt voorkomen? Geef antwoord op de vraag:
Tegen welk probleem met coating ben jij als engineer wel eens aangelopen? Vermeld dit hieronder in het commentaarveld en je ontvangt de pdf “Aluminium design corrosion proof” in je mailbox.

 

Aluminium groet
Ellen

Wat niemand je vertelt over aluminium?

Wat niemand je vertelt over aluminium?

Wanneer je op een mechanische afdeling of op de R&D afdeling aan het werk gaat, weet je eigenlijk niet meer van materialen dan wat je op school of tijdens stage geleerd hebt.

En laten we eerlijk zijn; Materiaalkunde is meestal het vak dat als saaiste gegeven wordt.

Dan kom je op een afdeling en mag je ontwerpen en dan hoort daar ook een materiaalkeuze bij.

Lastig want meestal heb je daar vrij weinig kaas van gegeten. Je vraagt je ervaren collega’s. Die stellen je een paar vragen en zeggen dan “oh kijk maar naar dat onderdeel. Dan zit je wel goed.”

.
Hoe vaak gebeurt het niet dat oude materiaal aanduidingen tekening op tekening worden overgenomen? Vaak kan de materiaalkeuze optimaler. “Ja die keuze moet de engineer maken” roept iedereen “die moet dat toch weten”. Als engineer zijnde moet je heel veel weten. Gelukkig ben je met een team en kun je elkaar aanvullen en soms is er iemand die alles weet van materialen en soms moet je bij de ene collega zijn voor een vraag ten aanzien van aluminium en bij de ander voor een ander materiaal.

Maar wat niemand je vertelt is dat aluminium eigenlijk helemaal niet zo ingewikkeld is.

Als je het eenmaal snapt kun je het overal toepassen. Het aluminium is onderverdeeld in 8 hoofdgroepen. Afhankelijk van het legeringselement dat in hoogste percentage in het materiaal wordt toegevoegd.
Het doel hiervan is om het materiaal sterker te maken en de best mogelijke eigenschappen voor de toepassing te realiseren.

.
De hoofdgroepen zijn:

De 1000-reeks, belangrijkste “legeringselement” is hier aluminium, een zuivere kwaliteit met een aantal veel gebruikte legeringen. Goed vervormbaar en hoogglanzend maar niet erg sterk.

De 2000-reeks heeft als hoofdlegeringselement koper. Dit om het aluminium door middel van ingenieuze precipitaten sterker te maken. Het nadeel van koper is dat de corrosie bestendigheid negatief beïnvloed wordt.

De 3000-reeks, hoofdlegeringselement Mangaan. Dit zorgt ook voor een betere sterkte dan de zuivere kwaliteit maar is minder sterk dan de koperhoudende legeringen, echter de corrosie bestendigheid is over het algemeen erg goed.

De 4000-reeks bevat Silicium meestal in een percentage tussen de 7-12 %. Het silicium geeft behalve sterkte aan het materiaal ook gunstige eigenschappen ten aanzien van het vloeibaar vormgeven van aluminium, ofwel gieten.

De 5000-reeks bevat Magnesium. Het magnesium maakt het materiaal sterker dan bovengenoemde varianten, uitgezonderd de 2000 reeks met koper, en heeft ook nog eens zeer gunstige corrosie bestendigheid. Het magnesium zorgt dat de oppervlakte van het aluminium egaler en dus minder onaantrekkelijk zijn beschermende oxidelaag vormt. De zeewaterbestendige kwaliteiten vallen in deze categorie.

De 6000-reeks bevat een combinatie van Magnesium en Silicium. Deze combinatie is samen sterk en vormen samen precipitaten die als blokkades in de metaalstructuur het materiaal versterken. Hiervoor zijn specifieke recepten in combinatie met ovenbehandelingen de crux.

De 7000-reeks; Dit zijn de hoog-sterke legeringen die met de nodige voorzichtigheid moeten worden ingezet. Je kan er hele mooie sterke producten mee maken maar dit vergt echt kennis van zaken. Toepassen omdat het zo lekker sterk is levert veelal een teleurstelling op.

Een voorbeeld van een vaak toegepaste aluminium extrusie legering is: EN AW-6063 T6.

.
Aluminium is eigenlijk helemaal niet zo moeilijk. Er zijn een tiental legeringen die zeer goed verkrijgbaar zijn en afhankelijk van het product dat je wilt maken, kom je al snel tot een keuze. Loont het de moeite om voor jouw product een specifieke legering te “laten maken” zoals in automotive of voor Apple producten, of bijvoorbeeld de bijna nergens verkrijgbare 5083 extrusiekwaliteit voor marine en offshore? Er zijn legio aan mogelijkheden, hierbij is diepgaande kennis benodigd.

.
Wil jij weten welke legering je waar inzet?

Geef antwoord op de vraag: Welke legering zet jij het vaakst in?

Vermeld je antwoord hieronder in het commentaarveld en je ontvangt van mij de pdf met extra informatie en de tien best beschikbare legeringen. Ik wens je veel plezier met je volgende aluminium materiaalkeuze.

Lieve groet
Ellen

Welding and HAZ

Welding and HAZ

What is the length of the Heat affected zone, HAZ?

.

Engineers would like to have rules of thump.

So if we make a welding connection between tubes in the range of 50mm what would the size of the HAZ be? Although I would love to make the world of the engineers a bit easier this question cannot be addressed by a quick answer.

Due to the heat impact the material properties are negatively influenced. The higher the heat input is the more the mechanical properties of the alloys are influenced, for aluminium in the 5000 as well as in the 6000 series. For a tube in the 6000 alloy’s series this means that the mechanical values of a tube in T6 quality are approximately degraded to the T4 value at best (after a recovery period of ~3 months).

How come we can not give a straight answer to the question what length of the area is influenced?

The length of the HAZ is influenced by the heat input of the welding process. So the process type but also all the parameters of the welding process. (current, arc voltage, travel speed, etc.)

.

Two tips for the best result:

1. For MIG welding high current, high travel speed. (snoerend lassen NL)
2. For multilayer welds the interpass temperature of 50° C should be respected, independent of material thickness.

With these tips heat input is relatively low, full penetration in the weld is received, lack of fusion prevented and mechanical strength optimal as possible.

.

You can compare it with preparation of the famous Dutch kroket (Croquette). Welding aluminium is optimal if the heat input is balanced in the right way, for a kroket; shortly hot fried, delivering a nice brown crispy crust is and the meat inside warm but still relatively cold.

.

kroket vs lassen

.

Welding an aluminium tube to a casted bracket the bond-design is somewhat “secured”. If the heat input was too high the weld pool will sag through the weld, if the heat input is too low there is not enough fusion in the weld. Both ways the weld is disqualified.

For specific applications the HAZ can be determined, but if welder or weld supplier or any other parameter changes you better redo your qualification. To determine the quality of the weld best is to do a pre-production welding test and submit it to mechanical testing. To measure the HAZ you can ask a testcenter to investigate the microstructural material changes. If your process is stable you have some information about the length of the HAZ for FEM calculations.

For welding best rule of thump is place the joint at the area with the lowest strains as possible.

.

Are you an engineer and do you need to know more about a weld design for your application? Please type your question in the comment box below. If you are qualified I am willing to discuss your training needs or the design support you are looking for.

Other valuable input for engineers is also welcome and will be appreciated.

Aluminium greetings

Ellen. Many thanks for your input Kees Veeken!

Waarom van aluminium?

Waarom van aluminium?

Waarom is een fiets van aluminium?

We willen een licht product, we willen een robuust product, we willen een mooi product, we willen design, functionaliteit, en elektrisch aangedreven…

We willen steeds meer features op een fiets of een auto en toch moet hij lichter rijden, makkelijker fietsen, sneller accelereren, wendbaarder worden, mooier zijn dan alle anderen en zo min mogelijk kosten tenzij…. Hij zich echt onderscheidt… lichter, sneller, optimaler en goedkoper. Maar hoe dan?

Op dit moment zijn heel veel fietsen van aluminium, ook carbon en stalen fietsen hebben een deel van de markt maar 60% zo niet 70% is aluminium.

Waarom van aluminium? Prijs, vormgeving en aluminium heeft nu eenmaal een hoge specifieke sterkte. Dat wil zeggen sterkte ten opzicht van zijn gewicht. De EN AW-6082 T6 legering, veel gebruikt in de fietsindustrie heeft een treksterkte van 290 Mpa (σ0,2 van 250 Mpa) terwijl de dichtheid 2,7 kg/cm³ is. Standaard frame weegt dus iets van 5-7 kg. Dichtheid van staal is ca 7,8 kg/cm³, drie keer zo zwaar.

Is een aluminium fiets dan 3x zo licht? Nee helaas niet. Waarom niet? Omdat aluminium een stuk flexibeler, lees elastischer is. Deze materiaaleigenschap is de E-modules. Van aluminium is die 70.000N/mm². Drie keer zo slap dan van staal (210.000 N/mm²). Daar wordt in het ontwerp goed rekening mee gehouden en levert bijzondere fraaie framevormen op die je met andere materialen, zeker prijstechnisch, niet voor elkaar krijgt.

Materiaal eigenschappen aluminium

Dichtheid            2,7 kg/cm³

E-modules          70.000N/mm²

Smeltpunt           660°C

Uitzettingscoëff.  23 x 10¯6 / K

Het feit dat het aluminium niet weg roest en zelfs met weinig of geen lak er mooi uit ziet is dan nog een extra voordeel. Je zult je nu afvragen is het aluminium frame dan wel lichter…? Ja, als je een constructie met aluminium goed uitvoert kun je zo’n 40 % lichter construeren. Maak wel optimaal gebruik van de eigenschappen van het materiaal aluminium door een goede functieintegratie te kiezen.

Wil jij weten waar je aan moet denken voor een goed aluminium ontwerp?

Je krijgt van mij de aluminium checklist. Hiermee kun je controleren of je aan alles gedacht hebt om je aluminium product optimaal vorm te geven. Hoe ontvang je die?

Door hieronder in het commentaar veld de vraag te beantwoorden: waar loop jij tegenaan bij aluminium productontwerp?

Iedere reactie ontvangt van mij een mail met de aluminium checklist. Ik wens je veel plezier met je aluminium ontwerp.

Aluminium groet
Ellen

Aluminium kennis cadeau

Aluminium kennis cadeau

 

Gedurende dit jaar heb ik vanuit allerlei hoeken vragen gekregen over de toepassingen van aluminium, problemen die hierbij ondervonden worden en keuzes die hierin gemaakt (moeten) worden. Daarom in mijn laatste blog van dit jaar een aantal veel voorkomende vragen en tips waar de antwoorden op aluminium kennis vragen te vinden zijn. Vergeet ook niet om jouw reactie achter te laten, voor een leuk eindejaarscadeau.

 

Bij problemen krijg ik regelmatig vragen over de materiaalkwaliteit. Soms omdat de leverancier, in overleg, een andere legering heeft ingezet, die beter te verwerken is. De vragen die ik liever zie zijn die in het engineeringstraject. Als men, voor bijvoorbeeld een snelle kostenindicatie, tot de ontdekking komt dat de kwaliteit die zij in gedachten hebben niet beschikbaar is in die vorm.

 

Er moet een keuze gemaakt worden op basis van de eigenschappen, hierbij is materiaalkennis essentieel. Je kunt je beroepen op een leverancier. Deze heeft vaak een bepaald proces in huis, waar een specifieke legering geëigend voor is. Ga je later voor de grote aantallen een ander proces inzetten dan gebeurt het regelmatig dat er een andere legering wordt ingezet en wat betekent dat voor je FEM analyse? Het gebeurt vaak dat men dit pas tegenkomt bij de testfase.

 

Zijn er stappen in het proces waarbij de temperatuur omhoog gaat en wat zijn de consequenties voor de eigenschappen?
Of tijdens gebruik is er sprake van vermoeiing en de gevalideerde producten halen veel betere waarden dan de serieproductie onderdelen.

 

Ondanks dat voor veel engineers de uitdaging ligt in het ontwerpen en niet in de materiaal specificatie is het hier waar veel problemen ontstaan.

 

Bij een gedegen engineeringsproces zijn specifieke materiaalgegevens nodig, voor berekeningen en simulatie. Waar vind je die? Welke informatie is betrouwbaar?

 

In allerlei databases, websites en leveranciersinformatie staan tegenstrijdige getallen en uiteenzettingen. Heel veel van de informatie hangt ook af van de toepassing, fabricagemethode en/of (test)omstandigheden. Betrouwbare goed beschreven bronnen die de informatie leveren waar jij behoefte aan hebt zijn dus veel waard. Als aluminium niet je core business is, is het lastig om daar je weg in te vinden.

 

Ben je benieuwd naar de boeken die ik zelf regelmatig gebruik?

Als cadeau voor jou heb ik mijn bronnen voor je op een rij gezet. Mocht je je vervelen in de kerstperiode kun je je altijd in deze vakinhoudelijke informatie gaan vastbijten.

aluminium handboek

1. Aluminium Material Data Sheets – Aluminium-Werkstoff-Datenblätter
2. ASM Speciality Handbook: Aluminium and Aluminium Alloys
3. Aluminium-Schlüssel – Key to Aluminium Alloys
4. Aluminium Handbook – Aluminium Taschenbuch
5. NEN bundel 21 (helaas niet meer nieuw te verkrijgen, normen zijn nu alleen los verkrijgbaar)
6. Welke bron zou jij hier neerzetten? Wat raadpleeg jij?

 

 

Er is een alternatief voor het boek -Material Data Sheets- en gelijk ook voor de NEN Bundel. De Alu-Key database. Heel -to the point- vind je dezelfde data, uitgebreider en makkelijk toegankelijk. Snel bij de waarde/informatie die jij nodig hebt, je kan er alleen niet zo in bladeren als in een boek.

 

Ben je benieuwd en wil je de aluminium database wel eens zien? Ik heb goed nieuws.

Geef hieronder in het commentaar veld antwoord op de vraag: Welke bron zou jij aan deze lijst toevoegen? Welke gebruik jij?

Vermeld jouw bron en ik geef jou een gratis testlogin op Alu-Key voor 1 maand.

 

Reageer snel want voor de feestdagen is dit aanbod weer voorbij.

Aluminium groet,

Ellen

Op weg naar een schonere en mooiere wereld met aluminium

Op weg naar een schonere en mooiere wereld met aluminium

Aluminium langs de kant van de weg…

Als ik wegrijd vanaf de parkeerplaats bij Breukelen kom ik tot aan Eindhoven overal aluminium tegen. Te beginnen bij de geluidswal van Maarssen. Deels beton, deels aluminium, met een strook glas ertussen. Het aluminium is een standaard EN AW-5005 moffelkwaliteit. Je ziet dat hier een aantal zaken niet optimaal zijn gegaan. Ten eerste zie je kleurverschil tussen de panelen. Dit kan met walsrichting of zelfs met een verschillende batch te maken hebben. Bij behang zorg je ook altijd dat het uit een batch komt om kleurverschil te vermijden.

Ten tweede zie je vlekken. Ergens gedurende het traject heeft het materiaal waarschijnlijk buiten gestaan of in ieder geval heeft vocht de kans gehad tussen de op elkaar gestapelde platen te kruipen vanwaar er vlekken op het materiaal zijn ontstaan. Een beschadiging die niet zomaar te verwijderen is. Gelukkig valt het de meeste mensen die hier met 100 kilometer per uur voorbij rijden niet op. Wat men wel eens tegen me zegt is: je moet wel een echte aluminiumfiel zijn om dat op te merken. De Wall bij Utrecht is een gecoate rode aluminium plaat. Het staat er kleurig en strak bij.

.
We rijden verder richting Zaltbommel en zien de aluminium vrachtwagens van Knapen, Stas en Welgro over de weg rijden. Wist je dat er vervoerders zijn die alleen maar met aluminium wagens rijden om zo de concurrent te slim af te zijn? Of je bespaart brandstof of je kunt meer vracht meenemen doordat de wagens lichter zijn. En dan benoem ik hier de corrosievoordelen nog niet eens. Zijn er ook nadelen? Natuurlijk. Construeren met aluminium betekent: beter op het scherpst van de snede construeren. Dat stelt meer eisen aan de constructeur en de berekeningen die gemaakt moeten worden. Zo is vermoeiing absoluut een aspect dat niet veronachtzaamd mag worden in deze toepassing.

.
We rijden verder. Langs en boven de weg staan er allemaal blauwe borden met plaatsnamen. Aan de achterzijde zie je dat de profielen onbehandeld zijn en aluminium door zijn corrosiebestendigheid gewoon bruut kan worden ingezet voor deze toepassing.

Even verder zien we lichtmasten. Lichtgrijze ongeverfde masten gemaakt van aluminium. Veilig voor het verlichten van de rijbanen en veilig mocht er toch een botsing ontstaan. Speciale botsveilige constructies zijn ontwikkeld. En dat terwijl aluminium als materiaal al wordt ingezet voor kreukelzones, en dus de energie absorptie al in zich heeft.

.
We komen uiteindelijk bij Eindhoven. Hier staat de enige echt geluidsabsorberende wal die esthetisch ook nog eens fraai is. Op een eenvoudige manier zijn potentiële kleurverschillen in anodiseren gemaskeerd door kleurvariatie van de palen. Het lijken wel bomen/stammen. De kleuren geven ook nog eens een levendige aanblik. Geen steriel industrieel glad uiterlijk. Indien ooit afgedankt zal een ieder ze gratis willen weghalen. Ze leveren na afloop tenslotte geld op. Hetzij door hergebruik – up-cycle, hetzij doordat met maar weinig energie het materiaal omgesmolten kan worden en zo weer opnieuw voor allerlei profielen kan worden hergebruikt.

.
Ik kom aan bij mijn afspraak. Het eindresultaat? Ik kan weer een klant gaan helpen om aluminium optimaal in te zetten voor hun toepassing.

.
Wil jij fouten voorkomen, of heb je een vraag? Waar loop jij tegenaan met aluminium? Plaats je vraag in het commentaarveld hieronder. Je krijgt altijd antwoord en je mag natuurlijk ook elkaar helpen. Iedereen die reageert kan een maand lang een Alu-Key testaccount gratis uit proberen. Graag helpen we je op weg.

7 tips om kostenefficiënte aluminium profielen te ontwerpen – deel 2

7 tips om kostenefficiënte aluminium profielen te ontwerpen – deel 2

Om aluminium profielen zo kostenefficiënt mogelijk te ontwerpen, is hier de tweede helft van de 7 tips die je daarbij helpen.

4. Symmetrische profielen met gelijke wanddiktes
5. Symmetrische toleranties op tekening
6. Identificeer je meest kritische dimensies!
7. Wees kritisch in het bematen

Bij tip 4 hebben we vorige keer al wanddikte besproken. Nu gaan we het hebben over de tong ratio en symmetrie en de andere tips nummer 5 tot en met 7

 

Tip 4. Symmetrische profielen met gelijke wanddiktes

Let op bij het profiel ontwerp op:
– Wanddikte
– Tong ratio
– Symmetrie

Tong ratio
Bij een heatsink met lange vinnen stroomt de basis sneller dan de vinnen. De hoogte van twee toppen van de vinnen ten opzichte van de basis van het profiel noemt met de tong ratio. Maak liefst korte vinnen met een tong-verhouding van ca. 3:1 of maak eventueel losse vinnen die je er later op bevestigt.

A- symmetrie
A- symmetrische profielen kunnen geproduceerd worden, maar zijn lastiger en veelal minder nauwkeurig, ten aanzien van bijvoorbeeld vlakheid en maatvoering.

Let hier op een gelijkmatige verdeling van massa. Verander de vorm of deel eventueel een profiel in tweeën. Als een profiel breekt tijdens de productie of direct erna dan kost dit je meer geld, werk en tijd dan wanneer je direct een evenwichtig profiel definieert en voor de productie aandacht hieraan besteedt.

Dunnere wanddikte om kilo’s en kosten te besparen kan als een boemerang naar je terug vliegen. Het product is moeilijker te produceren, toleranties kunnen niet gehaald worden, er ontstaat meer uitval en dus hogere kosten.

 

5. Symmetrische toleranties op tekening

Gebruik bij voorkeur de toleranties zoals vermeld in de norm voor extrusie profielen! (EN 755 deel 9)

Voor gefreesde, CNC verspaande, vervaardigde producten zijn veel nauwkeuriger toleranties gebruikelijk. Voor het deegachtige vormgevingsproces zoals extrusie gelden heel andere dimensies.

Wordt een onderdeel nabewerkt, vermeldt dan de maatvoering van gaten en zaagsneden in lengte richting vanaf een zijde.

Vermeldt anodiseer/ en coating specificaties. Deze oppervlakte behandelingen hebben invloed op de maatvoering van een profiel en kunnen daardoor onnodige maatvoeringsproblemen veroorzaken.

 

6. Identificeer je meest kritische dimensies!

Gebruik bemating die makkelijk en snel te controleren is bij het persen van het profiel. Bij de productie, naast de extrusie pers, is er slechts enkele minuten de gelegenheid om maatvoering te controleren.

Gebruik bij voorkeur niet meer dan 5 kritische maten per profiel

 

7. Wees kritisch in het bematen

Geef geen overbodig nauwkeurige maten op en zeker niet teveel (overdimensionering)

Optelling van toleranties leidt tot niet passen van profielen. Wees kritisch in het bematen en vermeldt welke maten kritisch zijn.

Aluminium extrusie is een deegachtig proces waarbij gezien het proces ongelofelijk nauwkeurig geproduceerd kan worden, het is echter niet te vergelijken met een 6-assig bewerkingscentrum.

Heb jij een probleem of ben jij wel eens aangelopen tegen een probleem bij de specificering van een extrusie profiel? Deel hieronder, je helpt ook anderen door te delen! Bovendien wordt jouw bijdrage bijzonder beloond. Nieuwsgierig…., wil je weten wat ik voor extra’s voor je heb? Beschrijf je vraag of probleemoplossing hieronder en je ontvangt het complete overzicht van alle tips in een handig pdf-document.