Alliages d'aluminium : Choix ultime pour automobile, aérospatial et au-delà

L'aluminium est un métal courant et populaire, présent partout et utilisé dans une gamme stupéfiante de pièces et produits : pièces automobiles, composants aérospatiaux, équipements nautiques, électronique grand public (smartphones), machines industrielles, systèmes CVC, la liste est longue.

Ingénieurs et concepteurs se tournent fréquemment vers l'aluminium et ses alliages pour concevoir prototypes et pièces finales dans divers secteurs. Cet article examine pourquoi l'aluminium est si courant, pourquoi tant d'alliages existent, et présente brièvement les principaux alliages utilisés chez Protolabs.

Les alliages d'aluminium sont souvent utilisés pour composants automobiles à délai court comme ce support métallique.

Pourquoi l'aluminium est-il si populaire ?

L'aluminium a un excellent rapport résistance/poids, le rendant léger, résistant et flexible. Il est aussi abordable, résistant à la corrosion, et fonctionne bien dans une multitude d'applications.

Les alliages d'aluminium sont souvent utilisés dans l'automobile pour la polyvalence du matériau. La formabilité et la résistance à la corrosion facilitent le travail et le formage, mais sa solidité structurelle répond à l'exigence principale des carrosseries. La résistance est importante, mais les carrosseries doivent être légères, abordables, résistantes à la rouille, et avoir les qualités esthétiques recherchées (finitions exceptionnelles). L'aluminium coche toutes les cases.

Même chose pour l'aérospatial. Les alliages d'aluminium sont souvent le matériau privilégié pour les conceptions aérospatiales, requis par l'ingénierie, encore pour la résistance à la corrosion et les capacités de haute résistance. Par rapport à l'acier, c'est une option légère, idéale pour une large gamme de composants aéronautiques et applications aérospatiales.

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

Pour les voitures, l'allègement réduit les émissions et aide à respecter les normes d'économie de carburant améliorées.

Pour l'aérospatial, l'utilisation d'alliages d'aluminium réduit dramatiquement le poids d'un avion car significativement plus léger que l'acier, permettant d'emporter plus de charge ou d'augmenter l'efficacité énergétique. Par exemple, une réduction de 20% du poids d'un Boeing 787 devrait générer 10-12% d'amélioration de l'efficacité énergétique. Applications aérospatiales courantes : buses de carburant, échangeurs de chaleur, collecteurs, turbopompes, composants d'écoulement liquide/gaz, canaux de refroidissement conformes, fixations, et plus.

Pourquoi tant d'alliages métalliques ?

L'aluminium pur présente de nombreuses propriétés désirables. Mais seul, il peut ne pas être assez résistant pour usage à haute durabilité. En le combinant avec d'autres éléments, on forme des alliages plus durables et adaptés aux applications industrielles.

Que signifient les chiffres dans le nom d'alliage ? Les séries aluminium ont quatre chiffres : le premier représente l'élément d'alliage principal, le second indique une modification d'un alliage spécifique, les troisième et quatrième sont des numéros arbitraires assignés aux alliages de la série.

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

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Al 6061

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L'alliage d'aluminium le plus utilisé chez Protolabs, Al 6061 sert pour usinage CNC et fabrication tôle. Généralement choisi quand soudage ou brasage requis ou pour sa haute résistance à la corrosion dans tous les traitements. Formabilité excellente en trempe O et bonne en T4. Utilisé pour pièces auto, équipements nautiques, mobilier, électronique grand public, etc.

Al 7075

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Cet alliage ajoute du chrome pour développer une bonne résistance à la corrosion sous contrainte. C'est l'alliage de référence pour pièces aérospatiales, équipements vélo, camping et sport pour ses caractéristiques légères et résistantes.

Al 5052

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Utilisé en fabrication tôle, cet alliage a bonne travaillabilité, très bonne résistance à la corrosion, haute résistance à la fatigue, soudabilité, et résistance modérée. Parfait pour conduites carburant/huile aéronefs, réservoirs, autres transports, appareils, éclairage, fils, rivets.

AlSi10Mg

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Pilier de notre impression 3D DMLS, comparable aux alliages série 3000 utilisés en fonderie et moulage sous pression. Bon rapport résistance/poids, haute résistance température et corrosion, bonne résistance fatigue, fluage, rupture. AlSi10Mg présente aussi conductivité thermique et électrique. Les pièces finales en AlSi10Mg reçoivent un traitement de décharge de contrainte.

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Pour questions sur alliages d'aluminium, autres matériaux, ou nos services chez Protolabs, contactez un ingénieur d'application à ADMIN@MFGROBOTS.COM ou 877-479-3680.