Ligas de Alumínio: A Escolha Ideal para Automotivo, Aeroespacial e Além

Alumínio é um metal comum e popular encontrado em toda parte e usado em uma gama impressionantemente ampla de peças e produtos: peças automotivas, componentes aeroespaciais, equipamentos náuticos e marítimos, eletrônicos de consumo incluindo smartphones, peças de máquinas industriais, sistemas HVAC, a lista continua.

Engenheiros e designers de produto frequentemente recorrem ao alumínio e muitas de suas ligas para projetar tanto protótipos quanto peças de uso final em uma variedade de indústrias. Este post examina por que o alumínio é tão comum, por que existem tantas ligas de alumínio, e dá uma breve olhada nas principais ligas que usamos aqui na Protolabs.

Por Que o Alumínio é Tão Popular?

O alumínio tem uma alta relação resistência-peso, tornando-o leve, mas forte e flexível. Também é acessível, resistente à corrosão e funciona bem em uma infinidade de aplicações.

Ligas de alumínio são frequentemente usadas em carros devido à versatilidade do material. A conformabilidade e resistência à corrosão do alumínio tornam-no fácil de trabalhar e moldar, mas sua solidez estrutural atende ao requisito mais importante para carrocerias. Resistência é importante, mas carrocerias devem ser leves, acessíveis de produzir, resistentes à ferrugem e ter as qualidades atrativas que os consumidores buscam, como características excepcionais de acabamento de superfície. O alumínio se encaixa perfeitamente.

O mesmo vale para peças aeroespaciais. Ligas de alumínio são frequentemente um material preferido para designs aeroespaciais e exigido pela engenharia, novamente devido às propriedades de resistência à corrosão do alumínio e altas capacidades de resistência. Comparado ao aço, é uma opção leve e um material ideal para uma ampla gama de componentes de aeronaves e aplicações aeroespaciais.

Leveamento é uma necessidade central tanto das indústrias automotiva quanto aeroespacial.

Com carros, o leveamento ajuda a reduzir emissões e atender a padrões de economia de combustível aprimorados.

Para aeroespacial, o uso de ligas de alumínio reduz drasticamente o peso de uma aeronave porque é significativamente mais leve que o aço, permitindo que as aeronaves transportem mais peso ou aumentem a eficiência de combustível. Por exemplo, uma redução de 20% no peso de um Boeing 787 deve gerar uma melhoria de 10-12% na eficiência de combustível. Neste sentido, aplicações comuns em aeroespacial abundam — muitas, mas não todas, de metal: Bicos de combustível, trocadores de calor, coletores, turbobombas, componentes de fluxo de líquido e gás, canais de resfriamento conformais, fixadores e mais.

Por Que Tantas Ligas Metálicas?

O alumínio, como elemento puro, apresenta muitas propriedades desejáveis. No entanto, por si só, o alumínio pode não ser forte o suficiente para um uso ou propósito de alta durabilidade. Consequentemente, o alumínio pode ser combinado com outros elementos para formar ligas, que são mais duráveis e adequadas para aplicações industriais.

E o que todos aqueles números no nome da liga significam? Os nomes das séries de alumínio usam quatro dígitos numéricos onde o primeiro dígito representa o elemento de liga principal, o segundo dígito indica uma modificação de uma liga específica, e o terceiro e quarto dígitos são números arbitrários atribuídos a ligas específicas na série.

Material	Processo	Resistência à Tração	Alongamento	Dureza
Al 6061-T651	Fresamento CNC Torneamento CNC Fabricação de Chapas Metálicas	40 ksi (276 MPa)	17%	95 HBW 10/500
Al 7075-T651	Fresamento CNC Torneamento CNC	83 ksi (572 MPa)	11%	85 HBW 10/500
Al 5052-H32	Fabricação de Chapas Metálicas	33,34 ksi (228 MPa)	12%	60 HBW
Al (AlSi10Mg)	Impressão 3D: DMLS Alta resolução (20 μm)	39 ksi (268 MPa)	15%	42 HRB
Al (AlSi10Mg)	Impressão 3D: DMLS Resolução normal (30 μm)	50 ksi (345 MPa)	8%	59 HRB
Al (AlSi10Mg)	Impressão 3D: DMLS Formato Grande (40 μm)	43 ksi (296 MPa)	10%	50 HRB

Al 6061

A liga de alumínio mais comumente usada na Protolabs, Al 6061 é usada para usinagem CNC e fabricação de chapas metálicas. Geralmente selecionada onde soldagem ou brasagem é necessária ou por sua alta resistência à corrosão em todos os temperos. Conformabilidade é excelente no tempero O e boa no tempero T4. Usada para peças automotivas, equipamentos náuticos e marítimos, móveis, eletrônicos de consumo e mais.

Al 7075

Esta liga adiciona cromo à mistura para desenvolver boa resistência a trincas por corrosão sob tensão. É a liga preferida para peças aeroespaciais, equipamentos de bicicleta, equipamentos de camping e esportivos devido às suas características leves, mas fortes.

Al 5052

Usada em nossa divisão de fabricação de chapas metálicas, esta liga tem boa trabalhabilidade, resistência à corrosão muito boa, alta resistência à fadiga, soldabilidade e resistência moderada. Isso a torna perfeita para uso em linhas de combustível/óleo de aeronaves, tanques de combustível, outras áreas de transporte, eletrodomésticos e iluminação, fios e rebites.

AlSi10Mg

Um pilar do nosso processo de impressão 3D de sinterização direta a laser de metal (DMLS), este é comparável à liga da série 3000 usada em processos de fundição e die-casting. Tem boa relação resistência-peso, alta resistência a temperatura e corrosão, e boa resistência à fadiga, fluência e ruptura. AlSi10Mg também exibe propriedades de condutividade térmica e elétrica. Peças finais construídas em AlSi10Mg recebem aplicação de alívio de tensão.

Para perguntas sobre ligas de alumínio, outros materiais ou qualquer um de nossos serviços de fabricação na Protolabs, entre em contato com um engenheiro de aplicações em ADMIN@MFGROBOTS.COM ou 877-479-3680.