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

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

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