EN
Ang mga perfil ng alloy ng aluminum ay may iba't ibang hugis na maaaring i-extrude o nabuo sa pamamagitan ng mga proseso kung saan pinaghalo ang aluminum sa iba pang mga elemento upang palakasin ang mga pisikal na katangian nito. Ang komposisyon ng mga ito ay talagang mahalaga sa mga aplikasyon na maaari nilang gamitin. Nakikita natin ang mga ito sa lahat ng dako, mula sa mga pangunahing bahagi ng eroplano hanggang sa mga pang-frame ng bintana sa tahanan. Ayon sa pananaliksik sa agham ng materyales, may kakaibang nangyayari kapag nagdagdag ang mga tagagawa ng 1 hanggang 5 porsiyento ng ilang mga metal tulad ng tanso, magnesiyo, o silicon sa halo. Ano ang resulta? Ang lakas ng salpok (tensile strength) ay tumaas nang 200 hanggang 400 porsiyento kumpara sa karaniwang aluminum. Ang ganitong uri ng pagpapasadya ay nagpapahintulot sa mga disenyo na gawing mas matibay ang mga profile, mas lumaban sa kalawang, at manatiling madali sa paggawa.
Ang mga pangunahing elemento ng alloy ay may kanya-kanyang gampanin:
| Element | Pangunahing tungkulin | Karaniwang Mga Serye ng Alloy |
|---|---|---|
| Copper (Cu) | Nagpapalakas ng lakas sa pamamagitan ng precipitation hardening | 2xxx (hal., 2024) |
| Magnesium (Mg) | Nagpapabuti ng weldability at lakas ng paglaban sa pagbabago | 5xxx, 6xxx |
| Silicon (Si) | Nagpapataas ng daloy para sa mga proseso ng pagpilit | 4xxx, 6xxx |
| Ang sink (Zn) | Nagpapataas ng pinakamataas na tensile strength | 7xxx (hal., 7075) |
Madalas na idinadagdag ang mangan at kromo sa maliit na dami (<1%) upang paunlarin ang istraktura ng binhi o mapabuti ang paglaban sa stress corrosion.
Ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga elemento ay lumilikha ng synergistic effects. Halimbawa:
Ang bawat serye ay kumakatawan sa isang sinadyang paghahambing sa pagitan ng pagiging makina, pagtutol sa kapaligiran, at kapasidad ng pagdadala ng beban.
Ang mga profile ng aluminum alloy ay nagpapakita ng medyo iba't ibang tensile strengths depende sa kanilang grado. Kumuha ng 7075-T6 bilang halimbawa, na may nakakaimpresyon na saklaw na 540 hanggang 570 MPa. Ito ay halos kalahati pang mas matibay kaysa sa mga 6061-T6 alloy na nasa pagitan ng 240 at 310 MPa, at halos doble ang tibay kumpara sa 6063-T5 na grado na nasa paligid ng 175 hanggang 215 MPa. Ang mga pagkakaiba-iba sa lakas na ito ay nagiging napakaimpluwensya kapag pumipili ng mga materyales para sa partikular na trabaho. Ang industriya ng aerospace ay umaasa nang husto sa 7075 para sa mga kritikal na bahagi ng pakpak dahil sa superior na lakas nito. Samantala, ang mga tagagawa ng bangka ay karaniwang gumagamit ng 6061 para sa mga marine frame kung saan mahalaga ang paglaban sa korosyon gaya ng lakas nito. Ang mga arkitekto naman ay karaniwang pumipili ng 6063 para sa mga bagay tulad ng window frame at iba pang structural element na hindi nangangailangan ng matinding load bearing capacity. Ang paraan kung paano ginagamot ang mga alloy pagkatapos ng produksyon ay nakakaapekto rin nang malaki. Kapag ginamitan ng artificial aging ang 6061 imbes na maghintay lang ng natural na proseso, ang yield strength nito ay tumaas ng humigit-kumulang 30%, kaya naman maraming manufacturer ang gumagawa ng extra step na ito kahit may dagdag gastos.
Kung gaano kahusay ang aluminyo na lumaban sa korosyon ay nakadepende talaga sa iba pang mga metal na naka-mix dito. Halimbawa ang 6xxx series tulad ng 6061 at 6063 — ang mga halong ito ay bumubuo ng magnesium silicide na nagbibigay ng matibay na proteksyon laban sa atmospheric corrosion. Iyon ang dahilan kung bakit madalas nating nakikita ang mga ito na ginagamit sa mga gusali malapit sa baybayin kung saan kumakain ang asin sa iba pang mga materyales. Sa kabilang banda, ang 7075 aluminyo ay may maraming zinc, kaya kapag nalantad sa mga kapaligiran na may tubig-asa, kailangan nito ng karagdagang proteksyon sa pamamagitan ng mga coating o pintura. Sa pagtingin sa thermal conductivity, ang mga bagay ay gumagana halos kabaligtaran. Ang grado na 6061 ay mahusay na nagko-konduktor ng init sa halos 167 watts per meter Kelvin, kaya mainam ito para sa mga bagay tulad ng computer heat sinks. Ngunit ang 7075 ay hindi gaanong epektibo na mayroong halos 130 W/mK. Kung gusto ng pinakamataas na conductivity, ang purong aluminyo mula sa 1xxx series ay umaabot sa 220 W/mK, ngunit totoo lang, walang praktikal na gumagamit nito dahil hindi ito makatiis ng mekanikal na presyon.
Ang weight-to-strength ratio ay naging isang pangunahing aspeto sa modernong engineering design, at dito mas lalong nakikita ang galing ng aluminum alloys kumpara sa steel, kung saan nagbibigay ito ng pagpapabuti sa pagganap na umaabot sa 200 hanggang 300 porsiyento. Ang mga pag-aaral noong 2023 ay nagpapakita kung paano ang mga partikular na grado tulad ng 7075 aluminum ay umaabot sa humigit-kumulang 175 MPa bawat gramo kada kubikong sentimetro, samantalang ang stainless steel ay umaabot lamang ng mga 62 MPa sa parehong sukatan. Hindi nakakagulat kung bakit maraming aerospace companies ang nagpapalit na ngayon ng mga steel fasteners sa mga mataas na kalidad na bahagi na gawa sa aluminum. Ang ganitong pagpapalit ay karaniwang nagbaba ng kabuuang bigat ng mga 40 porsiyento habang nananatiling matibay sa shear stress. Kahit sa mga aplikasyon sa sasakyan ay patuloy ang ganitong uso, kung saan maraming mga tagagawa ang gumagamit na ng forged 6061 aluminum para sa mga brake caliper. Ang pagbabagong ito ay nakatutulong upang bawasan ang unsprung mass ng mga 35 porsiyento kumpara sa tradisyonal na cast iron na alternatibo, na nagdudulot ng makabuluhang epekto sa pagmamaneho ng sasakyan at sa epektibidad ng pagkonsumo ng gasolina.
| Haluang metal | Lakas ng tensyon (MPa) | Lakas ng pag-angat (MPa) | Ang pag-iilaw (%) | Kaarawan ng Init (W/m·k) |
|---|---|---|---|---|
| 6061-T6 | 240—310 | 145—275 | 7—15 | 167 |
| 6063-T5 | 175—215 | 110—190 | 6—12 | 201 |
| 7075-T6 | 540—570 | 470—505 | 2—10 | 130 |
Nagtatampok ang talahanayan ng mga pangunahing kompromiso: mas mataas na lakas ay nauugnay sa nabawasan na ductility at mas mababang thermal performance. Pinipili ng mga inhinyero ang mga alloy batay sa prayoridad—7075 para sa pinakamataas na paglaban sa timbang, 6063 para sa thermal management, at 6061 para sa balanseng mga katangian.
Ang mga profile ng aluminum alloy ngayon ay maaaring lumikha ng talagang kumplikadong mga hugis salamat sa mga nakakagulat na teknik sa pag-ekstrusyon. Karamihan sa mga tagagawa ay umaasa pa rin sa mga pamamaraan ng mainit na pag-ekstrusyon kung saan pinainit nila ang mga aluminum billet at itinutulak ang mga ito sa pamamagitan ng mga espesyal na dinisenyong dies sa paligid ng 450 degrees Celsius. Ang prosesong ito ay gumagana nang maayos para sa paggawa ng lahat ng uri ng kumplikadong mga istraktura kabilang ang mga hollow section, maramihang disenyo ng silid, at mga sobrang manipis na pader na kinakailangan para sa mga bagay tulad ng solar panel at mga kaso ng baterya ng sasakyan na elektriko. Ayon sa pinakabagong datos mula sa 2024 Automotive Aluminum Applications Report, ang pinakabagong pagpapabuti sa teknolohiya ng die ay naging talagang nakakagulat din. Tinatalakay dito ang pagkamit ng toleransya na kasingliit ng plus o minus 0.1 millimeters sa mga bahagi na kailangang humawak ng seryosong stress sa mga kotse ngayon.
Ang mga inhinyero ng materyales ay nag-o-optimize ng mga alloy ng aluminum sa pamamagitan ng pagbabago ng konsentrasyon ng magnesium (0.5—1.5%), silicon (0.2—0.8%), at zinc (4—6%) batay sa mga pangangailangan sa pagganap. Ang 6063-T6 na may laban sa korosyon ay ginagamit sa mga profile ng arkitektura, samantalang ang 7075-T651 na may lakas na 540 MPa sa aerospace applications. Ang estratehikong pagpapasadya ng alloy ay nagbawas ng basura ng materyales ng 18—22% kumpara sa mga pangkalahatang pamamaraan (International Aluminum Institute 2023).
Ang mga paggamot pagkatapos ng pag-extrusion ay lubos na nagpapahusay ng pagganap ng profile:
Kapag pinagsama sa CNC machining, ang mga prosesong ito ay tumutulong sa pagkakatugma ng aluminum profiles sa pamantayan ng ISO 9001:2015 habang pinapanatili ang higit sa 95% na recyclability sa iba't ibang industriya.
Talagang kumikilala ang mga profile ng aluminum alloy pagdating sa pagganap ng istraktura sa mga gusaling moderno dahil sa kanilang matinding paglaban sa korosyon at nag-aalok ng mahusay na lakas nang hindi nito binibigatan. Maraming mga arkitekto ang nagsimula nang isama ang mga profile na ito sa kanilang mga proyekto para sa mga bagay tulad ng curtain walls, solusyon sa solar shading, at kahit mga modular framing system. Gusto nila kung gaano kaluwag ang mga materyales na ito para sa disenyo at sa kabila nito, halos hindi na kailangan pa ng maintenace. Ang kumbinasyon ng mga benepisyong ito ang siyang nagbunsod ng malaking pagtaas sa demanda. Ayon sa World Architecture Census, ang pandaigdigang merkado ng aluminum sa konstruksyon ay lumago ng humigit-kumulang 22% mula noong 2022. Ang nagpapaganda sa mga profile na ito mula sa pananaw ng sustainability ay ang kanilang ambag sa kahusayan sa enerhiya. Kapag ginamit sa mga thermally broken window system, maari nitong bawasan ang karga ng HVAC saanmang 15% hanggang 30% kumpara sa mga tradisyonal na materyales sa gusali.
Ang paggamit ng mga magaan na haluang metal na aluminum ay nagpapagawa ng transportasyon na mas epektibo. Ayon sa pananaliksik ng SAE noong nakaraang taon, kapag bumaba ang timbang ng mga sasakyan ng mga 10%, bababa ang pagkonsumo ng gasolina sa pagitan ng 6 hanggang 8 porsiyento. Ang mga manufacturer ng kotse ay madalas gumagamit ng 6000 series alloys sa paggawa ng mga bahagi tulad ng crash management systems at mga casing ng baterya ng electric car. Samantala, hinogpapili ng industriya ng eroplano ang mas matibay na materyales tulad ng 7075 grade aluminum para sa mga kritikal na istrukturang elemento tulad ng mga pakpak ng eroplano at istruktura ng landing gear. Mayroon ding tunay na epekto ang mga pagbabawas sa timbang - ang mga bagong eroplanong Airbus A350 ay nagbubuga ng mga 25 porsiyentong mas kaunti na emisyon sa bawat pasaherong milya kumpara sa mga luma nang modelo ng eroplano. Habang lumalakas ang mga regulasyon sa kapaligiran sa iba't ibang industriya, nakikita natin ang pagdami ng mga kumpanya na kumukuha ng mga bahagi na extruded aluminum para sa kanilang mga disenyo ng chassis dahil maaari itong makapagbawas sa carbon footprint habang pinapanatili naman ang sapat na kaligtasan para sa pang-araw-araw na paggamit.
Sa mga araw na ito, karamihan sa mga renewable energy setups ay umaasa sa extruded aluminum profiles dahil mahusay nilang nakikibaka sa matitinding kondisyon ng kapaligiran. Halimbawa, sa mga wind turbines, ang kanilang mga blades ay madalas mayroong aluminum spar caps na nagpapagaan ng timbang nang hindi binabawasan ang tigkikis. Ayon sa pananaliksik mula sa NREL noong nakaraang taon, ang pagbabago sa disenyo na ito ay talagang nagpapataas ng output ng enerhiya nang humigit-kumulang 8%. Pagdating sa solar farms, hinog ng mga inhinyero ang mga mounting system na gawa sa 6063-T5 alloy racks dahil ang mga materyales na ito ay lumalaban pareho sa pinsala ng tubig alat at UV rays sa paglipas ng panahon. Sa mga bagong pag-unlad naman sa ocean energy, nakikita natin ang katulad na mga uso sa mga tidal power platforms na umaasa nang husto sa espesyal na marine grade aluminum para sa lahat mula sa buoyancy chambers hanggang sa mga supporting structures. Ayon sa mga ulat ng industriya, maaaring tumaas nang husto ang demand para sa mga aluminum components sa lahat ng anyo ng berdeng imprastraktura sa isang impresibong rate na halos 18% bawat taon hanggang 2030 habang patuloy ang mga kompanya sa pamumuhunan sa mga sustainable solutions.
Ang nagpapaganda ng pagiging sustainable ng aluminum ay kung gaano kadali itong muling mai-recycle. Kapag tinunaw ang lumang aluminum, kailangan mo lang nang halos 5 porsiyento ng enerhiya na kinakailangan para gawin ang bago mula sa raw material. Napakaganda nito, di ba? Halos tatlong kapat ng lahat ng aluminum na ginawa noon ay patuloy pa ring ginagamit sa iba't ibang lugar ngayon, na naglilikha ng isang praktikal na kumpletong bilog ng materyales. Mayroon ding isang pag-aaral na nagpapakita ng kahanga-hangang epekto. Ayon sa 2023 industry reports, ang recycled aluminum ay nagbawas ng humigit-kumulang 95 porsiyentong carbon dioxide kumpara sa paggawa nito mula sa bauxite ore. Kahit pa ang mga gusali ay mapabagsak o ang mga sasakyan ay maabot na ang kanilang katapusan, ang mga bahagi ng aluminum ay nananatiling may halaga. Halos 50 milyong tonelada ang naaayos mula sa mga tambak ng basura tuwing taon. Dahil sa ganitong potensyal sa pagbabago, ang aluminum ay isang mahalagang bahagi upang matupad ng mga tagagawa ang kanilang mga ambisyosong net zero targets.
Kabilang sa mga karaniwang elemento sa mga profile ng haluang metal na aluminum ang tanso, magnesiyo, silicon, at semento, kung saan ang bawat isa ay nag-aambag ng natatanging katangian tulad ng lakas, pagkakabit, at paglaban sa pagkalat.
Mahalaga ang ratio ng bigat sa lakas dahil ito ay nagpapahintulot sa mga haluang metal na aluminum na magbigay ng makabuluhang pagpapabuti sa pagganap kumpara sa iba pang mga materyales tulad ng bakal, na nagreresulta sa nabawasan ang bigat sa mga aplikasyon ng engineering nang hindi kinakompromiso ang lakas.
Matatag ang pag-recycle ng aluminum dahil ito ay nangangailangan lamang ng humigit-kumulang 5% ng enerhiya kumpara sa paggawa ng bagong aluminum mula sa ore, na malaking binabawasan ang mga emission ng carbon at nagpapalaganap ng mga mapagkukunan.
Ang mga aplikasyon tulad ng aerospace, automotive, konstruksyon, at mga sistema ng renewable energy ay nakikinabang mula sa mga profile ng haluang metal na aluminum dahil sa kanilang lakas, paglaban sa pagkalat, at magaan na mga katangian.
Isang one-stop solution provider na nagbubuklod ng R&D, produksyon, benta, at pamamahala ng supply chain.
