Alliages d'aluminium :matériaux incontournables pour l'automobile, l'aérospatiale, etc.

L'aluminium est un métal courant et populaire que l'on trouve partout et qui est utilisé dans une gamme incroyablement large de pièces et de produits :pièces automobiles, composants aérospatiaux, équipements de bateaux et marins, appareils électroniques grand public, y compris les téléphones intelligents, pièces de machines industrielles, systèmes CVC, la liste continue. .

Les ingénieurs et les concepteurs de produits se tournent fréquemment vers l'aluminium et nombre de ses alliages pour concevoir à la fois des prototypes et des pièces d'utilisation finale dans une variété d'industries. Cet article explique pourquoi l'aluminium est si courant, pourquoi il existe tant d'alliages d'aluminium et donne un bref aperçu des principaux alliages que nous utilisons ici chez Protolabs.

Les alliages d'aluminium sont souvent utilisés pour les composants automobiles à rotation rapide comme ce support métallique.

Pourquoi l'aluminium est-il si populaire ?

L'aluminium a un rapport résistance/poids élevé, ce qui le rend léger, mais solide et flexible. Il est également abordable, résistant à la corrosion et fonctionne bien dans une multitude d'applications.

Les alliages d'aluminium sont souvent utilisés dans les voitures en raison de la polyvalence du matériau. La formabilité et la résistance à la corrosion de l'aluminium le rendent facile à travailler et à façonner, mais sa solidité structurelle répond à l'exigence la plus importante pour les carrosseries de voitures. La résistance est importante, mais les carrosseries de voitures doivent être légères, abordables à produire, résistantes à la rouille et posséder les qualités attrayantes que les consommateurs recherchent, telles que des caractéristiques de finition de surface exceptionnelles. L'aluminium fait parfaitement l'affaire.

Il en va de même pour les pièces aérospatiales. Les alliages d'aluminium sont souvent un matériau préféré pour les conceptions aérospatiales et requis par l'ingénierie, encore une fois en raison des propriétés de résistance à la corrosion et des capacités de haute résistance de l'aluminium. Comparé à l'acier, c'est une option légère et un matériau idéal pour une large gamme de composants d'avions et d'applications aérospatiales.

L'allègement est un besoin essentiel des industries automobile et aérospatiale.

Avec les voitures, l'allègement aide à réduire les émissions et à répondre aux normes d'économie de carburant améliorées.

Pour l'aérospatiale, l'utilisation d'alliages d'aluminium réduit considérablement le poids d'un avion car il est nettement plus léger que l'acier, ce qui permet aux avions de transporter plus de poids ou d'augmenter le rendement énergétique. Par exemple, une réduction de poids de 20 % dans un Boeing 787 devrait générer une amélioration de 10 à 12 % du rendement énergétique. Le long de ces lignes, les applications courantes dans l'aérospatiale abondent, dont beaucoup, mais pas toutes, sont en métal :buses de carburant, échangeurs de chaleur, collecteurs, turbopompes, composants d'écoulement de liquide et de gaz, canaux de refroidissement conformes, fixations, etc.

Pourquoi tant d'alliages métalliques ?

L'aluminium, en tant qu'élément pur, présente de nombreuses propriétés souhaitables. Cependant, en soi, l'aluminium pourrait ne pas être assez solide pour une utilisation ou un objectif de haute durabilité. En conséquence, l'aluminium peut être combiné avec d'autres éléments pour former des alliages, qui sont plus durables et adaptés aux applications industrielles.

Et que signifient tous ces chiffres dans le nom de l'alliage ? La série d'aluminium nomme les éléments à quatre chiffres numériques où le premier chiffre représente l'élément d'alliage principal, le deuxième chiffre indique une modification d'un alliage spécifique et les troisième et quatrième chiffres sont des nombres arbitraires attribués à des alliages spécifiques de la série.

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Matériel	Processus	Résistance à la traction	Élongation	Dureté
Al 6061-T651	Fraisage CNC  Tournage CNC  Fabrication de tôle	40 ksi  (276 MPa)	17 %	95 HBW  10/500
Al 7075-T651	Fraisage CNC  Tournage CNC	83 ksi  (572 MPa)	11 %	85 HBW  10/500
Al 5052-H32	Tôle  Fabrication	33,34 ksi  (228 MPa)	12 %	60 HBW
Al (AlSi10Mg)	Impression 3D :DMLS  Haute résolution (20 μm)	39 ksi  (268 MPa)	15 %	42 HRB
Al (AlSi10Mg)	Impression 3D :DMLS  Résolution normale (30 μm)	50 ksi  (345 MPa)	8 %	59 HRB
Al (AlSi10Mg)	Impression 3D :DMLS  Grand format (40 μm)	43 ksi  (296 MPa)	10 %	50 HR

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Al 6061 

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L'alliage d'aluminium le plus couramment utilisé chez Protolabs, Al 6061 est utilisé pour l'usinage CNC et la fabrication de tôles. Il est généralement choisi là où le soudage ou le brasage est requis ou pour sa haute résistance à la corrosion à toutes les états. La formabilité est excellente à l'état O et bonne à l'état T4. Il est utilisé pour les pièces automobiles, les bateaux et les engins marins, les meubles, l'électronique grand public, etc.

Al 7075  

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Cet alliage ajoute du chrome au mélange pour développer une bonne résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte. C'est l'alliage de référence pour les pièces aérospatiales, les équipements de vélo, les équipements de camping et de sport en raison de ses caractéristiques légères mais solides.

Al 5052 

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Utilisé dans notre division de fabrication de tôles, cet alliage a une bonne maniabilité, une très bonne résistance à la corrosion, une résistance élevée à la fatigue, une soudabilité et une résistance modérée. Cela le rend parfait pour une utilisation dans les conduites de carburant/d'huile d'avion, les réservoirs de carburant, d'autres zones de transport, les appareils et l'éclairage, les fils et les rivets.

AlSi10Mg

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Pilier de notre processus de frittage laser direct de métal (DMLS) d'impression 3D, il est comparable à l'alliage de la série 3000 utilisé dans les processus de moulage et de moulage sous pression. Il présente un bon rapport résistance/poids, une résistance aux températures élevées et à la corrosion, ainsi qu'une bonne résistance à la fatigue, au fluage et à la rupture. AlSi10Mg présente également des propriétés de conductivité thermique et électrique. Les pièces finales construites en AlSi10Mg reçoivent une application de soulagement des contraintes.

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Pour toute question sur les alliages d'aluminium, d'autres matériaux ou l'un de nos services de fabrication chez Protolabs, veuillez contacter un ingénieur d'application à [email protected] ou au 877-479-3680.