Geringes Gewicht bei hoher Stabilität

Aluminiumbauteile von Alimex

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Das Leichtmetall Aluminium gehört zu den gefragtesten Werkstoffen in der Konstruktion. Dieser Beitrag erläutert, warum das Material für Konstruktionsanwendungen optimiert werden muss und wie das geschieht. Ebenso beschreibt er Anwendungsbereiche, für die sich Aluminiumbauteile eignen.

Marc-Wilm Lünemann, Leiter des Geschäftsbereichs CNC, Alimex GmbH, Willich

Inhaltsverzeichnis

1. Eloxieren – was ist das?
2. Einsatz von Aluminiumbauteilen in der Konstruktion
3. Zerspanung, Kühl- und Heizleistung spielen eine Rolle

Bei Anwendungen in der Konstruktion kommen der Festigkeit und den Dehngrenzen des verwendeten Materials große Bedeutung zu. Da Aluminium in reiner Form sehr weich und duktil ist, verändert man seine mechanischen Eigenschaften durch Zulegieren und optimiert es so für den Gebrauch. Für Konstruktionen werden häufig die Legierungen AlMgMn oder AlZnMg genutzt. AlZnMg hat eine mit Stahl vergleichbare Festigkeit, aber eine deutlich geringere Dichte (1/3 von Stahl).

Weiter verbessert werden die mechanischen Eigenschaften dieser Legierungen durch das Glühen des Ausgangsmaterials, also der Aluminiumbarren. Alimex reduziert mithilfe der sogenannten Wärmebehandlung die Spannungen in den Barren. Dadurch weisen sie eine konstante Härte auf. Das ist gerade für Anwendungen, die hohe Anforderungen an Formstabilität und die Einhaltung enger Maßtoleranzen an Bauteile stellen, entscheidend. Die Alimex GmbH mit Standort in Willich ist in der Glühtechnologie federführend. Sie behandelt das Ausgangsmaterial in der eigenen Glühhalle und fertigt daraus anschließend Aluminiumgussplatten. Diese werden im Gegensatz zu Walzplatten durch spanende Verarbeitung hergestellt.

Für die Herstellung von Aluminiumbauteilen eignen sich beide Arten von Platten: Walzplatten haben durch die eingebrachte Umformenergie meist höhere Festigkeiten und bessere Verformungseigenschaften, während Gussplatten bessere Formstabilität bei der Bearbeitung sowie dickere Abmessungen bieten, was u. a. bei der Herstellung von Bauteilen aus Vollmaterial vorteilhaft ist, da so Schweißnähte verhindert werden können. Aluminiumbauteile, egal aus welcher Platte gefertigt, bieten weitere Vorteile wie Lebensmittelverträglichkeit, hohe Wärme- und elektrische Leitfähigkeit und nach entsprechender Behandlung eine ausgeprägte Korrosionsbeständigkeit.

Eloxieren – was ist das?

Aluminium hat eine natürliche Schutzschicht (bis 0,5 µm), die durch Oxidation entsteht, allerdings von sauren und alkalischen Lösungen angegriffen wird. Mit dem sogenannten Eloxieren (Schutzanodisieren) erzeugt Alimex eine kontrollierte Schutzschicht (50 bis 5000-fache Dicke der natürlichen Oxidationsschicht), die den Aluminiumcharakter verbessert und das Material schützt. Diese Schicht ist an sich transparent, kann durch Druckverfahren oder Färbebäder aber farbig gestaltet werden. Es existieren Soft- und Hart-Eloxal. Soft-Eloxal macht die Oberfläche verschleißfester und resistenter gegenüber chemischen Mitteln und dient dem Korrosionsschutz. Es wird sehr oft zu dekorativen Zwecken eingesetzt, da durch organische oder elektrolytische Farbgebung weitere Farbtöne wie rot oder blau erreicht werden können. Hart-Eloxal wird für technische Oberflächen eingesetzt, wenn es weniger um das Erscheinungsbild, sondern um die Funktion der Fläche geht und Bauteile z. B. gegen Gleitreibung geschützt werden sollen.

Aluminium kann auch durch Beschichtungen gehärtet und geschützt werden: Es existieren verschiedene Verfahren wie Galvanisieren, Dispersionsbeschichten, Lackieren oder thermische Spritzverfahren.

Einsatz von Aluminiumbauteilen in der Konstruktion

In der Konstruktion kommen Aluminiumbauteile zum Einsatz, wenn Gewicht gespart werden muss. So substituiert die Verkehrsindustrie mit Aluminium beispielsweise Stahl. Im konkreten Fall kann das dazu führen, dass man weniger bewegte Massen hat und dadurch geringere Antriebsleistungen benötigt bzw. höhere Geschwindigkeiten erzielen kann.

Ein weiteres zentrales Anwendungsbeispiel ist der Maschinenbau. Hier werden durch diese Substitution Anlagen energieeffizienter gestaltet und somit die Taktfrequenz, also der Output, gesteigert und die Stückkosten gesenkt. Bei einer aufwendigen mechanischen Zerspanung sind die Bearbeitungszeiten von Aluminium deutlich geringer als bei anderen Materialien, was die Fertigungszeit der gesamten Maschine verkürzt.

Zerspanung, Kühl- und Heizleistung spielen eine Rolle

In der Medizintechnik wird Aluminium nicht nur wegen des geringen Gewichts, sondern auch wegen der einfach zu schützenden Oberflächen, z. B. durch chemisches Vernickeln, eingesetzt. Auch spielen die Zerspanung und die Kühl- bzw. Heizleistung des Materials eine Rolle.

Aluminiumbauteile werden auch häufig in der Solar-Display- und der Halbleiterindustrie eingesetzt. Aluminium ist leicht, leicht zu bearbeiten und aufgrund seiner Legierungsbestandteile gut in den unterschiedlichen Anwendungen einsetzbar. Kurz gesagt: herausragende Materialeigenschaften bei gleichzeitiger Leichtigkeit – Aluminium ist der ideale Leichtbau-Werkstoff für die Konstruktion. bec

www.alimex.de

Detaillierte Informationen zu den Aluminiumbauteilen:
hier.pro/tYmk8


„Geringes Gewicht bei hoher Stabilität: Aluminium ist der ideale Leichtbau-Werkstoff für die Konstruktion.“

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