Aleación de aluminio de fabricación aditiva

R: La aleación de aluminio es una mezcla de metales donde el aluminio es el componente principal. Otros elementos que normalmente se agregan al aluminio incluyen: cobre, magnesio, manganeso, silicio, estaño, níquel y zinc.

El aluminio rara vez se utiliza en su forma pura porque es blando y débil. El resto de elementos mejoran sus propiedades mecánicas y lo hacen apto para diferentes aplicaciones.

R: En la fabricación, el aluminio rara vez es puro. En cambio, los fabricantes forman aleaciones que aumentan drásticamente la resistencia y rigidez del aluminio, manteniendo al mismo tiempo sus otras propiedades deseables. Tanto los profesionales como los no profesionales suelen hacer comparaciones entre el aluminio y el acero, porque ambos metales se utilizan para una amplia variedad de productos.

Pero comparar el aluminio con el acero es un poco como comparar manzanas con naranjas: el acero ya es una aleación, mientras que el aluminio es un elemento. El acero al carbono, una aleación básica de acero, está compuesto de hierro (Fe) y carbono (C). El aluminio puro, a pesar de sus muchas propiedades ganadoras, es demasiado blando y no lo suficientemente resistente para la mayoría de las aplicaciones industriales. Pero las aleaciones de aluminio pueden ser treinta veces más resistentes que el aluminio puro y regularmente superan al acero en relaciones resistencia-peso.

R:Aluminio versus acero inoxidable: diferencias clave

• Fortaleza

El acero inoxidable es más pesado y resistente que el aluminio. De hecho, el aluminio pesa alrededor de 1/3 del acero. Aunque el acero inoxidable es más resistente, el aluminio tiene una relación resistencia-peso mucho mejor que el acero inoxidable.

• Conductividad

El acero es un mal conductor de la electricidad debido a su densa capa protectora de óxido. Por otro lado, el aluminio es un muy buen conductor eléctrico y térmico.

• Costo

El aluminio es más costoso que el acero inoxidable si se analiza el precio en función del peso. Pero, si nos fijamos en el precio por volumen, el aluminio es más rentable porque se obtiene más producto.

• Resistencia al calor

Al comparar el acero inoxidable con el aluminio, el acero inoxidable tiene una resistencia mucho mejor al calor con un punto de fusión de 2500 ℉, mientras que el aluminio se vuelve muy blando alrededor de 400 ℉ con un punto de fusión de 1220 ℉. Sin embargo, el aluminio tiene ventajas sobre el acero en temperaturas frías. A medida que disminuye la temperatura, aumenta la resistencia a la tracción del aluminio, mientras que el acero se vuelve quebradizo a bajas temperaturas.

• Resistencia a la corrosión

El aluminio no se oxida; sin embargo, se corroe cuando se expone a la sal. El acero inoxidable es altamente resistente a la corrosión y no se oxida fácilmente. Además, el acero inoxidable no es poroso lo que le confiere más resistencia a la corrosión.

• Impacto Ambiental, Reciclabilidad

El acero inoxidable es conocido por su buena reciclabilidad. Según Napa Recycling, el acero es el material más reciclado del mundo. Tiene distintas propiedades magnéticas que lo convierten en un material fácil de recuperar del flujo de residuos para su reciclaje. Además, las propiedades del acero permanecen sin cambios sin importar cuántas veces se recicle el acero.

Aunque el acero es el material más reciclado, el aluminio es el más reciclable de todos los materiales. De hecho, el aluminio desechado es más valioso que cualquier otro material en el contenedor de reciclaje. Casi el 75% de todo el aluminio producido en los EE. UU. todavía se utiliza hoy en día porque el aluminio se puede reciclar una y otra vez en un verdadero circuito cerrado. Para obtener más información sobre el reciclaje de aluminio, visite la Asociación del Aluminio.

• Diferentes aplicaciones del aluminio frente al acero

El aluminio y el acero están por todas partes. Si miras a tu alrededor en cualquier lugar, es probable que veas algo que contenga uno de estos metales. A continuación se presentan algunas aplicaciones comunes del acero inoxidable y el aluminio.

R: Pros y contras del aluminio

Ventajas

• Es una opcion mas barata
• Inodoro e impermeable
• Reflectividad y flexibilidad
• Alta maquinabilidad y reciclabilidad
• Resistencia a la corrosión
• Alta conductividad térmica y conductividad eléctrica.

Contras

• Proceso de soldadura difícil
• Se corroe rápidamente en agua salada.
• Puede afectar los sabores de los alimentos envasados.

R: Si bien el aluminio y el titanio son opciones excelentes para una amplia variedad de aplicaciones, no son adecuados para todos los proyectos. Antes de elegir un metal para sus aplicaciones específicas, debe considerar varios factores, incluidos los siguientes:

Aplicaciones

Las respectivas propiedades del titanio y el aluminio los hacen ideales para diversas aplicaciones. Por ejemplo, el titanio es perfecto para aplicaciones que requieren materiales resistentes al calor. Estos incluyen aplicaciones médicas, componentes satelitales, componentes marinos y accesorios.

Mientras tanto, el aluminio es adecuado para cuadros de vehículos y bicicletas, disipadores de calor, conductores eléctricos, embarcaciones pequeñas y otras aplicaciones que necesitan una alta conductividad térmica.

Procesos de maquinabilidad opcionales

El material que elija para su proyecto determina la geometría de sus productos finales. Además, determina el método de mecanizado utilizado para el material durante la producción de sus piezas. El aluminio es más compatible con una amplia gama de procesos. Proporciona componentes de alta calidad en los casos en los que necesita fabricar piezas rápidamente.

Además, es más fácil trabajar con este material que el titanio y es la mejor opción para fabricar piezas complejas con requisitos de tolerancia estrictos.

Costo

El costo de producción es uno de los factores fundamentales que debes considerar al momento de elegir un metal para tu proyecto. Generalmente, el aluminio es un metal rentable que se utiliza para el mecanizado de precisión y muchos otros procesos de creación de prototipos. La fabricación de componentes suele ser más económica con aluminio que con titanio.

El titanio tiene un alto coste de extracción y fabricación en comparación con el aluminio. Su elevado precio limita su aplicación. Sin embargo, el titanio es un material ideal para sus propósitos de mecanizado si el costo de mecanizado del titanio no es un desafío.

Peso y fuerza

El peso y la resistencia del titanio frente al aluminio son otras diferencias entre estos metales. El titanio tiene una densidad de 4500 kg/m3 frente a los 2712 kg/m3 del aluminio. Como resultado, el titanio es más pesado en comparación con el aluminio. Esto significa que necesita menos titanio en su mecanizado para tener un producto liviano.

El titanio es la mejor opción cuando se trata de resistencia. Su resistencia a la tracción varía de 230 MPa a 1400 MPa en comparación con el aluminio, que tiene un margen de 90 MPa a 690 MPa. El titanio puro tiene poca potencia, mientras que el aluminio puro es más débil. Sin embargo, puede combinar el aluminio con otras aleaciones metálicas para mejorar su resistencia según sus necesidades.

Residuos producidos

Los residuos de mecanizado son otro factor crucial cuando se manejan proyectos de diseño geométrico complejos. Los diseños geométricos complejos pueden limitar su método de mecanizado independientemente del material elegido. Como resultado, resulta inevitable eliminar el exceso de material. A veces, la mayoría de los productores utilizan aluminio para la creación de prototipos y titanio para la producción de pequeños lotes de productos para fines especiales. En la mayoría de los casos, es aconsejable elegir aluminio económico en lugar de titanio, ya que ayuda a reducir el costo total.

Requisitos estéticos

Algunas piezas fresadas suelen requerir la aplicación de colores específicos para un acabado estético. El titanio da una apariencia de superficie plateada que parece más oscura bajo la luz. Mientras tanto, el aluminio tiene un aspecto blanco plateado. El material que elijas determinará si tu producto tiene un color plateado o gris opaco. Sin embargo, ambos materiales pueden requerir otros procedimientos de acabado de superficies metálicas, como granallado, pulido, cromado, etc.

Conclusión

El titanio y el aluminio son metales con propiedades notables, ventajas respectivas y aplicaciones. A pesar de tener cualidades casi similares, tienen aplicaciones individuales en las que uno es más adecuado que el otro. Si bien el titanio es ideal para aplicaciones resistentes al calor, el aluminio tiene la mejor conductividad térmica que su proyecto necesita.

R: Ambos metales poseen excelentes propiedades de durabilidad y pueden usarse durante un período prolongado. Sin embargo, el titanio ocupa el primer lugar en términos de durabilidad y rigidez. Sus componentes duran años sin signos de desgaste. El titanio tiene una excelente resistencia a la corrosión y dura más porque puede soportar tensiones.

R: Es bastante fácil diferenciar el titanio del aluminio utilizando sus colores específicos. El titanio tiene un color plateado oscuro, mientras que el aluminio suele variar del blanco plateado al gris opaco en varias superficies. Además, el titanio parece mucho más duro que el aluminio. El aluminio generalmente desprende un trozo de material blando cuando se lima, mientras que el titanio no.

R: El material AlSi7Mg tiene un efecto de endurecimiento en solución sólida más débil debido a una menor fracción de volumen de Si, lo que resulta en una menor resistencia a la tracción, menor dureza y mayor alargamiento que el material AlSi10Mg. Después del tratamiento térmico, el límite elástico y de tracción de ambos materiales disminuyó y el alargamiento aumentó.

R: AlSi10Mg es una aleación de aluminio con excelentes propiedades mecánicas combinadas con baja densidad, resistencia a la corrosión y excelente moldeabilidad, al tiempo que ofrece opciones de posprocesamiento livianas y flexibles.

Debido a que ofrece alta resistencia, dureza relativamente alta y alta conductividad térmica, se utiliza para piezas sujetas a cargas elevadas.

Las aplicaciones incluyen carcasas y conductos, piezas de motores, herramientas de producción y moldes para fines de fabricación y creación de prototipos.

R: Los alambres para soldadura de aluminio MIG más utilizados son ER4043 y ER5356. ER4043 es un alambre de soldadura MIG de uso general que se utiliza para soldar aleaciones de aluminio 2014, 3003, 3004, 4043, 5052, 6061, 6062 y 6063. Las soldaduras proporcionan alta ductilidad y excelente resistencia al agrietamiento.

R: En términos generales, los polvos metálicos utilizados en las impresoras 3D de metal incluyen acero para herramientas, acero inoxidable, acero martensítico, titanio puro y aleaciones de titanio, aleaciones de aluminio, aleaciones a base de níquel, aleaciones a base de cobre, aleaciones de cobalto-cromo, etc.

R: Aleación 3003: la más utilizada de todas las aleaciones de aluminio. Un aluminio comercialmente puro al que se le ha añadido manganeso para aumentar su resistencia (un 20% más fuerte que el grado 1100). Tiene excelente resistencia a la corrosión y trabajabilidad. Este grado puede ser embutido o hilado, soldado o con soldadura fuerte.