Aleaciones de aluminio:materiales de referencia para la industria automotriz, aeroespacial y más

El aluminio es un metal común y popular que se encuentra en todas partes y se utiliza en una gama asombrosamente amplia de piezas y productos:piezas de automóviles, componentes aeroespaciales, embarcaciones y equipos marinos, electrónica de consumo, incluidos teléfonos inteligentes, piezas de maquinaria industrial, sistemas HVAC, y la lista continúa. .

Los ingenieros y diseñadores de productos recurren con frecuencia al aluminio y muchas de sus aleaciones para diseñar prototipos y piezas de uso final en una variedad de industrias. Esta publicación analiza por qué el aluminio es tan común, por qué hay tantas aleaciones de aluminio y ofrece un breve vistazo a las principales aleaciones que usamos aquí en Protolabs.

Las aleaciones de aluminio se utilizan a menudo para componentes automotrices de giro rápido como este soporte de metal.

¿Por qué el aluminio es tan popular?

El aluminio tiene una alta relación resistencia-peso, lo que lo hace liviano, pero fuerte y flexible. También es asequible, resistente a la corrosión y funciona bien en una multitud de aplicaciones.

Las aleaciones de aluminio se usan a menudo en automóviles debido a la versatilidad del material. La formabilidad y la resistencia a la corrosión del aluminio facilitan el trabajo y la forma, pero su solidez estructural aborda el requisito más importante para las carrocerías de automóviles. La resistencia es importante, pero las carrocerías de los automóviles deben ser livianas, asequibles de producir, resistentes a la oxidación y tener las cualidades atractivas que buscan los consumidores, como características excepcionales de acabado superficial. El aluminio se ajusta muy bien a la factura.

Lo mismo ocurre con las piezas aeroespaciales. Las aleaciones de aluminio son a menudo un material preferido para los diseños aeroespaciales y requeridos por la ingeniería, nuevamente debido a las propiedades de resistencia a la corrosión y las capacidades de alta resistencia del aluminio. En comparación con el acero, es una opción liviana y un material ideal para una amplia gama de componentes de aeronaves y aplicaciones aeroespaciales.

El aligeramiento es una necesidad central de las industrias automotriz y aeroespacial.

Con los automóviles, el aligeramiento ayuda a reducir las emisiones y cumplir con los estándares mejorados de economía de combustible.

Para la industria aeroespacial, el uso de aleaciones de aluminio reduce drásticamente el peso de una aeronave porque es significativamente más liviana que el acero, lo que permite que la aeronave lleve más peso o aumente la eficiencia del combustible. Por ejemplo, se espera que una reducción del peso del 20 % en un Boeing 787 genere una mejora del 10 % al 12 % en la eficiencia del combustible. En este sentido, abundan las aplicaciones comunes en la industria aeroespacial, muchas de las cuales, pero no todas, son de metal:boquillas de combustible, intercambiadores de calor, colectores, turbobombas, componentes de flujo de líquidos y gases, canales de enfriamiento conformados, sujetadores y más.

¿Por qué tantas aleaciones de metales?

El aluminio, como elemento puro, presenta muchas propiedades deseables. Sin embargo, por sí mismo, el aluminio podría no ser lo suficientemente fuerte para un uso o propósito de alta durabilidad. En consecuencia, el aluminio se puede combinar con otros elementos para formar aleaciones, que son más duraderas y adecuadas para aplicaciones industriales.

¿Y qué significan todos esos números en el nombre de la aleación? La serie de aluminio nombra elementos con cuatro dígitos numéricos donde el primer dígito representa el principal elemento de aleación, el segundo dígito indica una modificación de una aleación específica y el tercero y cuarto dígitos son números arbitrarios asignados a aleaciones específicas en la serie.

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Materiales	Proceso	Resistencia a la tracción	Alargamiento	Dureza
Al 6061-T651	Fresado CNC  Torneado CNC  Fabricación de chapa	40 ksi  (276 MPa)	17 %	95 HBW  10/500
Al 7075-T651	Fresado CNC  Torneado CNC	83 ksi  (572 MPa)	11 %	85 HBW  10/500
Al 5052-H32	Chapa  Fabricación	33,34 ksi  (228 MPa)	12 %	60 HBW
Al (AlSi10Mg)	Impresión 3D:DMLS  Alta resolución (20 μm)	39 ksi  (268 MPa)	15 %	42 HRB
Al (AlSi10Mg)	Impresión 3D:DMLS  Resolución normal (30 μm)	50 ksi  (345 MPa)	8%	59 HRB
Al (AlSi10Mg)	Impresión 3D:DMLS  Gran formato (40 μm)	43 ksi  (296 MPa)	10%	50 HRB

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Al 6061 

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La aleación de aluminio más utilizada en Protolabs, Al 6061, se utiliza para el mecanizado CNC y la fabricación de chapa metálica. Generalmente se selecciona donde se requiere soldadura o soldadura fuerte o por su alta resistencia a la corrosión en todos los templados. La formabilidad es excelente en el temple O y buena en el temple T4. Se utiliza para piezas de automóviles, embarcaciones y equipos marinos, muebles, productos electrónicos de consumo y más.

Al 7075  

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Esta aleación agrega cromo a la mezcla para desarrollar una buena resistencia al agrietamiento por tensión y corrosión. Es la aleación de referencia para piezas aeroespaciales, equipos para bicicletas, artículos para acampar y deportes debido a sus características livianas pero fuertes.

Al 5052 

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Usada en nuestra división de fabricación de láminas de metal, esta aleación tiene buena trabajabilidad, muy buena resistencia a la corrosión, alta resistencia a la fatiga, soldabilidad y resistencia moderada. Esto lo hace perfecto para usar en líneas de combustible/aceite de aeronaves, tanques de combustible, otras áreas de transporte, electrodomésticos e iluminación, cables y remaches.

AlSi10Mg

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Un pilar de nuestro proceso de sinterización láser de metal directo (DMLS) de impresión 3D, esto es comparable a la aleación de la serie 3000 que se utiliza en los procesos de fundición y fundición a presión. Tiene una buena relación resistencia-peso, alta temperatura y resistencia a la corrosión, y buena fatiga, fluencia y resistencia a la ruptura. AlSi10Mg también exhibe propiedades de conductividad térmica y eléctrica. Las piezas finales construidas en AlSi10Mg reciben aplicación de alivio de tensión.

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Si tiene preguntas sobre aleaciones de aluminio, otros materiales o cualquiera de nuestros servicios de fabricación en Protolabs, comuníquese con un ingeniero de aplicaciones en [email protected] o en el 877-479-3680.