Checklist voor aluminium productontwerp

Checklist voor aluminium productontwerp

Je hebt een product ontworpen van aluminium.  Controleer jij of je de juiste aluminium keuzes gemaakt hebt? Hieronder speciaal voor jou de aluminium checklist:

Heb je alle functies die je in het onderdeel kunt meenemen opgenomen?

  • Materiaal op de uiterste vezelafstand gelegd?
  • Positioneer nokjes opgenomen?
  • Oplegvlak meegenomen?
  • Centreerlijnen?
  • Voorbereiding verbinding/ klikverbinding mee geëngineerd?
  • Laskantvoorbereiding (schuine kant)/ lasbad ondersteuning opgenomen
  • Montage oriëntatie ingebouwd?

Heb je de juiste aluminium materiaalaanduiding gehanteerd?

  • Kneedlegering EN AW- XXXX XX (voorbeeld EN AW-6082 T6 of EN AW-5083 H111)
  • Gietlegering EN AC-XXXXX (voorbeeld zandgieten EN AC-43000 T6, hogedruk EN AC-46200)
  • Is de gewenste toestand gespecificeerd?

Is de gekozen legering de meest voor de hand liggende?

  • Gangbaar?
  • Passend bij de gewenste hoeveelheid?
  • Goedkoopste voor het beoogde doel?
  • Passend bij de vorm/ het vervaardigingsproces?

Design voor corrosie

  • Niet in contact met andere metalen?
  • Geen spleten?
  • Afloop van water mogelijk?
  • Uitspoelbaar?
  • Oppervlaktebehandeling opgenomen?
  • Bij toepassing in de grond bescherming voorzien?
  • Bescherming aangebracht voor omgeving met pH hoog/laag

Wordt er gelast?

  • Is voor het lassen de juiste informatie op de TPD gezet?
  • Is de legering lasbaar?
  • Start-stop positie op positie met de minste belasting?
  • Lasdraad afgestemd op legeringen en omstandigheden?
  • Materiaalsoorten gelijksoortig?
  • Warmte beïnvloede zone op spanningsarme locatie?

Is het product recycle optimaal?

  • Gelijke legeringen gebruikt?
  • Voorkeur voor laagst gelegeerde soorten, bij voorkeur met minste zink en koper
  • Is de coating echt nodig?
  • Losneembaar / demontabel gemaakt?
  • Recycling systeem terugname materiaal mogelijk?

Is de aluminium kwaliteit geschikt voor de gewenste visuele uitstraling?

  • Anodiseerbaar?
  • Lakbaar?
  • Specifieke eigenschappen ingebouwd (zoals slijtage bestendig)?
  • Onbehandeld gewenste uitstraling?

Wordt er verspaand?

  • Is er een goed verspaanbare legering ingezet?
  • Wordt er veel verspaand? / Bestaat er gevaar voor kromtrekken van het product?

Kan ik er een modulair product van maken? 

  • In andere soortgelijke producten ook toe te passen?
  • Meer producten uit een basisvorm mogelijk?

Wordt het product dynamisch belast?

  • Zijn de radii zo groot mogelijk?
  • Is er een geschikte, sterke en taaie, legering ingezet?
  • Worden spanningsconcentraties vermeden? Geen scherpe overgangen, Van dik naar dun geleidelijk, lassen op de juiste locatie?
  • Worden de optimale materiaal condities voor deze toepassing ingezet?

 

Voorkom problemen en maak optimaal gebruik van aluminium. Gebruik de checklist en geef antwoord op de vraag: Welke van deze checks is voor jou het meest waardevol? Laat weten welke verbeteringen het in je ontwerp heeft opgeleverd. Mocht je aanvullingen hebben? Geef ze door.  Ben je tevreden? Deel de checklist met anderen die er belang bij hebben. Laat je mening hieronder in het commentaarveld achter en als beloning zal ik je op de hoogte houden van de nieuwste versie checklist of laat je gegevens hier achter.

Aluminium design corrosion proof

Aluminium design corrosion proof

Aluminium is known for its corrosion resistance. Untreated aluminium applications like traffic signs and applications at sea are respected examples. Although aluminium is a relatively non noble material it protects itself via a passive oxide layer. Corrosion resistance of Aluminium is sensitive upon certain points in particular, these will be addressed in this blog.

To design aluminium without corrosion take the following aspects into account.

  • pH value of the environment
  • Nobility of Aluminium
  • Crevice corrosion
  • Composition of Aluminum
  • Black corrosion

pH value of the environment

Corrosion resistance of Aluminium is influenced strongly by the pH value of the environment

For normal use, like cleaning, use fluids in combinations with Aluminium with a pH neutral value (7) to prevent corrosion.

To prepare Aluminium for surface treatment you can use this to principle to clean the surface with specific sour fluids. The surface needs to be neutralized and rinsed adequately afterwards to prevent corrosion issues!

phdiagram

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nobility of Aluminium

To avoid corrosion problems with Aluminium nobility of the material needs to be taken into account. Aluminium is a relatively non noble material and will therefore sacrifice itself on behave of more noble metals in moister environment. This leads to galvanic corrosion.

This is a serious aspect using Aluminium products, specialy in combination with other metal parts. To prevent this type of corrosion block out fluids, use the right combinations of metals in the same nobility level or isolate the metals from each other.

nobility

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Crevice corrosion
crevice

In a moister environment fluid will creep between narrow crevice due to capillary motion. To prevent crevice corrosion you have to avoid small crevices. Crevice corrosion occurs between crevices with a distance in between 0.2 mm to 0.5 mm. The solution for this matter is to increase crevice distance and reduce amount of contact surfaces. For example: a line contact is better than a surface contact.

With acid or salt fluids the potential for crevice corrosion increases.

 

Composition of Aluminum

Last but not least, the composition of the aluminum alloy influences corrosion resistance of Aluminium. If corrosion resistance is low you can surface threat this material in different ways. Take into account it needs more effort than with better corrosion resistance material.
Aluminium corrosion

 

 

 

 

 

 

If you take these mechanisms into account your design is robust against most common corrosion issues. In that case you take advantage of the natural corrosion resistance of Aluminium.

What was your biggest insight about corrosion issues so fare?

Let me know in the comment box below. This way, you’re helping me and others to design a world with optimal Aluminium use… Thanks in advance!

Help, ik heb je feedback nodig

Help, ik heb je feedback nodig

Je kent me nu al even, je ontvangt regelmatig Blogartikelen over aluminium en je hebt misschien al wel een cursus van me gehad, een doorverwijzing of een advies gekregen…… Je kennis over aluminium is gegroeid, misschien gebruik je de schema’s of Alu-Key om makkelijk gegevens van aluminium op te zoeken. Nu kun je al eenvoudiger de juiste aluminium legering, vorm en/of proces inzetten. Allemaal doelen die ik me stel om jou te helpen aluminium nog beter in te zetten.

En nu is voor ons het moment om van ‘good’ naar ‘great’ te gaan.

We gaan veranderen, we gaan dit Blog bijzonder maken, echt remarkable. Mijn focus komt volledig bij jou te liggen. De doelstelling van dit Blog is om jou als lezer zoveel mogelijk te ondersteunen over het optimaal toepassen van aluminium: Dat jij succesvol aluminium kan inzetten voor jouw producten.

En daarom wil ik je graag om hulp vragen, ik zou het zeer waarderen…

Als extraatje heb ik nog iets gaafs voor je, het e-book over aluminium en zijn legeringen, een selectieve verzameling van Blogs. Dit e-book is bijna klaar, jij kan als eerste hierover beschikken.

Vertel me wat jouw problemen/uitdagingen zijn. Ik zou het ontzettend fijn vinden als je een moment de tijd wilt nemen om de volgende drie vragen in het commentaarveld hieronder te beantwoorden.

  1. Wat houd je tegen om optimale producten met aluminium te ontwikkelen?
  2. Wat heb je nu nodig om aluminium succesvol in te kunnen zetten?
  3. Waar loop je tegenaan bij (aluminium) productontwikkelingen?

Graag zie ik jouw antwoord op deze vragen door dit te delen in het commentaarveld beneden aan de pagina! Natuurlijk mag je elkaar ook helpen door op elkaar te reageren. Zodra je commentaar geplaatst is ontvang je meer informatie over het e-book aluminium en haar legeringen.

Is dit voor andere mensen in je netwerk ook relevant, deel gerust dit artikel.

Heel erg bedankt dat je de tijd wilt nemen om te helpen.

Meest gemaakte fouten met aluminium

Meest gemaakte fouten met aluminium

Bij het werken met aluminium kunnen er zaken mis gaan. Dat is zonde en vaak niet nodig. Er is zoveel kennis over het materiaal maar helaas is dat niet altijd bij iedereen voor handen op het moment dat het nodig is. Hierbij een aantal punten om fouten te voorkomen en het optimale uit aluminium te kunnen gaan halen.

Iphone6bendOntwerp
Een veel gemaakte fout is een slecht aluminium ontwerp. Een goed aluminium ontwerp maakt gebruik van het geschikte proces om materiaal daar neer te leggen waar dit het meest effectief is.
Werken met standaard plaat en profiel is vaak niet de manier om een licht en optimaal ontwerp te realiseren. Voor een aluminium product ontwerp heb je kennis van de mogelijkheden én het materiaal nodig.

legering aofbLegering
Met de keuze van de juiste legering krijg je niet alleen de beoogde sterkte maar ook de eigenschappen zoals corrosie bestendigheid en/ of verspaanbaarheid, lasbaarheid etc.
De keuze van de legering hangt ook af van de proceskeuze en eventueel beschikbaarheid. Kiezen van de juiste legering is dus het zoeken naar het beste compromis op alle vlakken.

Proceskeuze
Met aluminium ben je in staat door de juiste proces keuze bijvoorbeeld de eigenschappen nog verder te verbeteren, of klik-verbindingen eenvoudig in je ontwerp te integreren etc. Doordat aluminium zo goed vormbaar is, zijn er een legio aan processen die je kan toepassen en dus het ideale proces kan selecteren voor jouw toepassing. Maar eerst moet je kennis nemen van al deze mogelijkheden. Hoe kun je anders op het idee komen deze toe te passen?

galvanische corrosieGalvanische corrosie
Een veel voorkomende fout bij aluminium is galvanische corrosie. Doordat het materiaal relatief onedel is ontstaat er snel een oxide. Dit geeft aluminium ook zijn corrosie bestendigheid. Maar op het moment dat het in een vochtige omgeving met een “edeler” metaal een verbinding wordt gemaakt ontstaat er een opofferingsproces en kan het aluminium wegcorroderen. Dit is veelal eenvoudig te verhelpen door metalen onderling elektrisch te scheiden.

afbladder verfOppervlakte behandeling
De meest gemaakte fout bij oppervlakte behandeling van aluminium is het aanbrengen van een verf/kleur zonder een goede voorbehandeling. Aluminium kun je in alle kleuren van de regenboog laten coaten, echter het proces vergt specifieke kennis en aanpak voor de voorbehandeling, anders bladdert de verf er zo vanaf.

zwarte corrosieOpslag
Last but not least: de opslag van aluminium. Doordat aluminium zo goed warmte weggeleidt, voelt het snel koud aan en krijgt vocht uit de omgeving, bij voldoende temperatuurverschil, kans om te condenseren op het aluminium. Deze condens zorgt bij onvoldoende beluchting tussen platen, profielen en/ of verpakking voor corrosie vlekken en dus beschadiging van het aluminium oppervlak. Dat is de reden waarom aluminium binnen bij een relatief constante temperatuur opgeslagen moet worden. Zo houd je het aluminium mooi.

Ben jij engineer en wil je fouten met aluminium voorkomen?

Geef antwoord op de vraag: Welke fout met aluminium ben jij ooit tegen aan gelopen? 

Vermeld je antwoord in het commentaarveld hieronder en je ontvangt mijn e-book door daarna hier te klikken. Ik wens je veel plezier met je volgende aluminium ontwerp!

Optimaal ontwerpen met aluminium

Optimaal ontwerpen met aluminium

Aluminium is een materiaal met een heel gunstig sterkte/gewicht verhouding en laat zich ook nog eens makkelijk vormen.

Een optimaal product is een product met zo min mogelijk materiaal die zijn functie gedurende zijn (voorspelde) levensduur vervult. Ten aanzien van duurzaamheid geldt dat het product na afloop ook goed te recyclen moet zijn.

Voor een product met zo min mogelijk gewicht is het de truc dat het materiaal op de juiste plek ligt.
Maar hoe bepaal je de juiste plek?
Hiervoor moet je de belasting van je product kennen! En dan is de volgende stap om de krachten gunstig door te leiden.

Als je nu kijkt naar onderstaande belasting en ideale vormgeving, dan kan je middels topologie optimalisatie software de ideale vorm opvragen.(simpel gezegd)

krachten

Als je het principe begrijpt dan kan je in dit geval met JBV (jan boeren verstand) heel ver komen, misschien zelfs sneller. De vorm uit de topologie optimalisatie software heeft immers de vertaalslag naar produceerbaar nog nodig. (Let wel dit is een relatief eenvoudige beugel.)
Echter het aantal variaties in ontwerp zijn legio…

beugel

Indien deze beugel van aluminium gemaakt wordt, heb je een aantal mogelijkheden ten aanzien van vervaardiging. Eén en ander is afhankelijk van aantal en benodigde materiaalkwaliteit. (Vormgeving wordt hier ondergeschikt gesteld aan functie en het vervaardigingsproces.)

Bij kleine aantallen kun je het product als voorbeeld middels verspaning maken, grote aantallen door middel van gieten en is de belasting extreem dan is bijvoorbeeld smeden de beste manier. Niet alleen qua eigenschappen maar ook qua prijs zitten hier behoorlijke verschillen tussen.

In de nabije toekomst zal ook aluminium printen voor enkele stuks een optie zijn. Nu zijn echter de kosten te hoog, kwaliteit onvoldoende en mogelijkheden gering.

Ieder proces heeft zo zijn eigenaardigheden. Tegenwoordig is het achter je bureau oplossen van problemen uit de tijd. Overleg en praten met anderen is essentieel.
Zit je al met een producent om de tafel beperk je je veelal al tot een oplossing, die mogelijk niet de optimale is.
Ook kun je gebruik maken van Crowdsourcing. Voor industrieel ontwerp? Ja zeker kijk maar eens op:
GrabCAD challenge

Zijn de BLOGs van Aluminium Metal Knowledge voor jouw waardevol? Vertel het anderen.

Heb je aanvullingen en/of andere relevante opmerkingen, deel hieronder.

Wil je meer kennis over aluminium? Vraag een aluminium-kennis-scan aan,
de eerste 3 ontvangen deze gratis. Hier aanmelden

Materiaalkeuze &  aluminium aanduiding

Materiaalkeuze & aluminium aanduiding

De specificatie van een materiaal vergt kennis en inzicht. Kom jij wel eens tegen dat er op tekening als materiaalaanduiding ALUMINIUM wordt gehanteerd? En welke kwaliteit is er dan benodigd….?

Gelukkig komt het steeds minder vaak voor, maar het gebeurt nog wel, dat geen specificatie maar slechts ALUMINIUM op tekening wordt gezet. Zonder kennis van het materiaal is het ook lastig en natuurlijk kun je dat aan je leverancier overlaten. Maar zet wel, eventueel na overleg met de leverancier(s), de juiste aanduiding op tekening! Daarmee specificeer je het materiaal eenduidig en leg je het vast.
tekeningkader3
Hoe specificeer je een aluminium legering?
Een aanduiding van een aluminium legering is bijvoorbeeld EN AW-5083 O. In de norm EN 573 kun je precies terug vinden hoe de benaming van een aluminium kwaliteit wordt opgebouwd. Ook heeft het Aluminium Centrum een duidelijke beschrijving in hun informatiebladen opgenomen. (Kneedlegeringen & Gietlegeringen)

Welke aluminium legering kies je?
De keuze van een aluminium legering hangt af van heel veel factoren. Wordt het product door verspaning naar zijn vorm gebracht? of is extrusie of walsen de basis voor het product? Behalve de fabricage is ook de toepassing van belang voor zaken zoals verwerkbaarheid, lasbaarheid en corrosiebestendigheid.
In aluSelect kun je veel van dergelijke informatie snel raadplegen. Daar vind je een overzicht van de meest gebruikte legeringen en hun eigenschappen.
Hieronder wordt dit voor een tweetal type legeringen kort samen gevat.

tabel materiaalkeuze

Een goede keuze van het materiaal is belangrijk voor het goed slagen van het product. Het voordeel van aluminium is, dat het een hoge specifieke sterkte heeft, het is het meest voorkomende metaal op aarde en het is oneindig recyclebaar!
Het maken van het materiaal kost in eerste instantie veel energie, maar de voor de volgende levensfase is maar 5% van de energie benodigd. Dat is heel bijzonder voor een materiaal, bovendien blijft de kwaliteit behouden.

Heb je hulp nodig bij het specifiëren van de aluminium legering voor je toepassing, vraag de mensen met aluminium kennis in je netwerk om hulp. Stel je vraag in een reactie hieronder, meld je aan voor training of  BLOG updates en ik hou je op de hoogte.

Ellen Vaders