Lätta och mångsidiga sprayformade aluminiummaterial

Aluminium är hållbart ur många synvinklar och förtjänar benämningen ”den gröna metallen”. Dess unika kombination av lätt vikt, styrka, korrosionsbeständighet och hög återvinningsgrad gör aluminiummaterial lämpligt för användning inom många industrier såsom fordon, flyg och högprecisionsmaskiner. En av de mest innovativa processerna inom tillverkning av aluminiumlegeringar är så kallad sprayformning. Ett ledande exempel på sprayformade aluminiummaterial är DISPAL från Gränges. Vad är det då som gör sprayformade aluminiummaterial med låg vikt så användbara? Varför är sprayformning en lämplig process? Och vilka fördelar erbjuder DISPAL?

Många industrier behöver högprestandamaterial som kan behålla sina egenskaper under varierande förhållanden. Med sina många legeringsvarianter har aluminium visat sig vara väl tillämpbart inom flera applikationsområden tack vare utmärkta fysiska, termiska och kemiska egenskaper. Det gör aluminium till förstahandsvalet inom flertalet industrier, däribland robotik, tunga maskiner, flyg, fordon och elektronik. Dessutom är aluminium väldigt återvinningsbart utan att förlora sin integritet och sina egenskaper, vilket bidrar till att göra aluminium hållbart.

Aluminiumlegeringar kan tillverkas genom flera olika processer, men en särskilt innovativ tillverkningsmetod är sprayformning. Sprayformning är en pulvermetallurgisk produktionsmetod där flytande metalldroppar bildas genom atomisering. Metalldropparna stelnar mycket snabbt mot ett substrat och bygger upp en förform redo för vidare bearbetning. Sprayformning är en relativt enkel samt tids- och kostnadseffektiv teknik. Den snabba stelningen eliminerar makrosegregering och minskar mikrosegrering, två saker som kräver omfattande värmebehandling och bearbetning vid konventionella gjutmetoder. Även med höga halter av legeringselement nås en homogen mikrostruktur.

Vid sprayformning stelnar aluminiumlegeringen exceptionellt snabbt, vilket resulterar i en homogen mikrostruktur utan inneslutningar eller oxider. Resultatet är ett lättviktsmaterial med utmärkta mekaniska egenskaper.

DISPAL används idag i lättviktskomponenter för motorer och växellådor, i rörliga delar inom robotik och högprecisionsmaskiner samt flertalet applikationer inom exempelvis flyg- och optikindustrin. Gemensamt för samtliga DISPALmaterial från Gränges är att kunderna får ett material med exceptionell formbarhet, lätt vikt, hög hållfasthet och styvhet samt en anpassningsbar termisk expansionskoefficient. Minskad tröghet i rörliga delar möjliggör högre hastighet och acceleration utan översvängning, vilket gör att det går att förkorta cykeltiderna. Dessutom ger DISPAL-material ökad precision och noggrannhet som är önskvärt vid montering av mikrokomponenter.

DISPAL har egenskaper som är jämförbara med stål, men endast en tredjedel av vikten. Den termiska expansionen är jämförbar med stål samt att en slitstyrka i paritet med gjutjärnslegeringar uppnås.

• Hög styrka – specifika värden jämförbara med titan- och järnlegeringssystem

• Hög styvhet – 30 % högre rigiditet än konventionella aluminiumlegeringar, elasticitetsmodul på upp till 115 GPA • Anpassningsbar termisk expansion – Från stål (= 14*106/K) till aluminium/magnesium (= 23*106/K) genom tillägg av upp till 35 % kisel beroende på val av DISPAL-legering

• Termisk konduktivitet – anpassbar från 90 till 160 W/(m*K)

• Stabilitet vid hög temperatur – vid temperaturer upp till 450 °C

• Slitstarkt – i paritet med gjutjärnslegeringar

• Dimensionsstabilitet – jämförbart med stål och legeringar för järngjutning

• Mycket god maskinbearbetningskapacitet och formbarhet – tack vare fin och homogen materialstruktur

• Viktbesparande – upp till 60 % jämfört med järnlegeringar

DISPAL-materialens mångsidighet visas tydligt genom bredden av tillämpningar inom bland annat följande applikationer och industrier:

• drivsystem för bilar

• industrirobotar

• högprecisionsmaskiner inom linjärteknik

• flyg

• satelliter

• motorsport

• optisk industri

• försvar

• meteorologi