Paduan Aluminium Manufaktur Aditif

A: Paduan aluminium adalah campuran logam dimana aluminium sebagai komponen utamanya. Unsur lain yang biasanya ditambahkan ke aluminium meliputi: Tembaga, Magnesium, Mangan, Silikon, Timah, Nikel, Seng.

Aluminium jarang digunakan dalam bentuk murni karena sifatnya yang lunak dan lemah. Elemen lainnya meningkatkan sifat mekaniknya dan membuatnya cocok untuk berbagai aplikasi.

J: Di bidang manufaktur, aluminium jarang sekali murni. Sebaliknya, produsen membentuk paduan yang secara dramatis meningkatkan kekuatan dan kekakuan aluminium, sekaligus mempertahankan sifat-sifat lain yang diinginkan. Baik profesional maupun non-profesional sering kali membuat perbandingan antara aluminium dan baja, karena kedua logam tersebut sama-sama digunakan untuk berbagai macam produk.

Namun membandingkan aluminium dengan baja sama seperti membandingkan apel dengan jeruk: baja sudah merupakan paduan, sedangkan aluminium adalah sebuah elemen. Baja karbon, merupakan paduan baja dasar, terdiri dari besi (Fe) dan karbon (C). Aluminium murni, meskipun memiliki banyak keunggulan, terlalu lunak dan tidak cukup kuat untuk sebagian besar aplikasi industri. Tapi paduan aluminium bisa tiga puluh kali lebih kuat dari aluminium murni, dan secara teratur melebihi baja dalam rasio kekuatan terhadap berat.

J: Aluminium vs Baja Tahan Karat: Perbedaan Utama

• Kekuatan

Baja tahan karat lebih berat dan kuat dari aluminium. Faktanya, berat aluminium sekitar 1/3 dari berat baja. Meskipun baja tahan karat lebih kuat, aluminium memiliki rasio kekuatan dan berat yang jauh lebih baik dibandingkan baja tahan karat.

• Daya konduksi

Baja merupakan konduktor listrik yang buruk karena lapisan oksida pelindungnya yang padat. Di sisi lain, aluminium merupakan konduktor listrik dan termal yang sangat baik.

• Biaya

Aluminium lebih mahal dibandingkan baja tahan karat jika melihat harga berdasarkan beratnya. Namun jika dilihat dari harga berdasarkan volume, Aluminium lebih hemat biaya karena produk yang dihasilkan lebih banyak.

• Tahan Panas

Jika membandingkan baja tahan karat vs aluminium, baja tahan karat memiliki ketahanan yang jauh lebih baik terhadap panas dengan titik leleh 2500 ℉, sedangkan aluminium menjadi sangat lunak sekitar 400 ℉ dengan titik leleh 1220 ℉. Namun aluminium memiliki keunggulan dibandingkan baja pada suhu dingin. Dengan menurunnya suhu, kekuatan tarik aluminium meningkat, sedangkan baja menjadi rapuh pada suhu rendah.

• Tahan korosi

Aluminium tidak berkarat; namun, ia menimbulkan korosi jika terkena garam. Stainless steel sangat tahan terhadap korosi dan tidak mudah berkarat. Selain itu, baja tahan karat tidak berpori sehingga lebih tahan terhadap korosi.

• Dampak Lingkungan, Daur Ulang

Baja tahan karat dikenal karena kemampuan daur ulangnya yang baik. Menurut Napa Recycling, baja adalah bahan yang paling banyak didaur ulang di dunia. Ia memiliki sifat magnetis yang berbeda yang menjadikannya bahan yang mudah diambil dari aliran limbah untuk didaur ulang. Selain itu, sifat-sifat baja tetap tidak berubah tidak peduli berapa kali baja tersebut didaur ulang.

Meskipun baja adalah bahan yang paling banyak didaur ulang, aluminium adalah bahan yang paling dapat didaur ulang. Faktanya, aluminium bekas lebih berharga dibandingkan bahan lain di tempat sampah daur ulang Anda. Hampir 75% dari seluruh aluminium yang diproduksi di AS masih digunakan hingga saat ini karena aluminium dapat didaur ulang berulang kali dalam siklus yang benar-benar tertutup. Untuk mempelajari lebih lanjut tentang daur ulang aluminium, kunjungi Asosiasi Aluminium.

• Perbedaan Aplikasi Aluminium vs Baja

Aluminium dan baja ada dimana-mana. Jika Anda melihat-lihat suatu tempat, kemungkinan besar Anda akan melihat sesuatu yang mengandung salah satu logam ini. Di bawah ini adalah beberapa aplikasi umum dari baja tahan karat dan aluminium.

A: Kelebihan dan Kekurangan Aluminium

Kelebihan

• Ini adalah pilihan yang lebih murah
• Tidak berbau dan kedap air
• Reflektivitas dan fleksibilitas
• Kemampuan mesin dan daur ulang yang tinggi
• Tahan korosi
• Konduktivitas termal dan konduktivitas listrik yang tinggi

Kontra

• Proses pengelasan yang sulit
• Terkorosi dengan cepat dalam air garam
• Hal ini dapat mempengaruhi cita rasa makanan kemasan

J: Meskipun aluminium dan titanium adalah pilihan yang sangat baik untuk berbagai macam aplikasi, keduanya tidak cocok untuk setiap proyek. Sebelum memilih logam untuk aplikasi unik Anda, Anda harus mempertimbangkan beberapa faktor, antara lain sebagai berikut:

Aplikasi

Sifat titanium dan aluminium masing-masing menjadikannya ideal untuk berbagai aplikasi. Misalnya, titanium sangat cocok untuk aplikasi yang membutuhkan bahan tahan panas. Ini termasuk aplikasi medis, komponen satelit, komponen kelautan, dan perlengkapan.

Sedangkan aluminium cocok untuk rangka kendaraan dan sepeda, heat sink, konduktor listrik, perahu kecil, dan aplikasi lain yang memerlukan konduktivitas termal tinggi.

Proses Permesinan Opsional

Bahan yang Anda pilih untuk proyek Anda menentukan geometri produk akhir Anda. Selain itu, ini menentukan metode pemesinan yang digunakan untuk material saat memproduksi komponen Anda. Aluminium lebih kompatibel dengan berbagai proses. Ini menyediakan komponen berkualitas tinggi jika Anda perlu membuat komponen dengan cepat.

Selain itu, bahan ini lebih mudah untuk dikerjakan dibandingkan titanium dan merupakan pilihan yang lebih baik untuk membuat komponen rumit dengan persyaratan toleransi yang ketat.

Biaya

Biaya produksi adalah salah satu faktor mendasar yang harus Anda pertimbangkan ketika memilih logam untuk proyek Anda. Secara umum, aluminium adalah logam hemat biaya yang digunakan untuk pemesinan presisi dan banyak proses pembuatan prototipe lainnya. Pembuatan komponen seringkali lebih murah dengan aluminium dibandingkan dengan titanium.

Titanium memiliki biaya ekstraksi dan fabrikasi yang tinggi dibandingkan aluminium. Harganya yang tinggi membatasi penerapannya. Namun, titanium adalah material yang ideal untuk keperluan pemesinan Anda jika biaya pemesinan titanium tidak menjadi tantangan.

Berat dan Kekuatan

Berat dan kekuatan titanium vs. aluminium adalah perbedaan lain antara logam-logam ini. Titanium memiliki massa jenis 4500 kg/m3 berbeda dengan aluminium yang 2712 kg/m3. Hasilnya, titanium lebih berat jika dibandingkan dengan aluminium. Ini berarti Anda memerlukan lebih sedikit titanium dalam pemesinan Anda untuk mendapatkan produk yang ringan.

Titanium adalah pilihan yang lebih baik dalam hal kekuatan. Kekuatan tariknya bervariasi antara 230 MPa hingga 1400 MPa dibandingkan aluminium yang memiliki margin 90 MPa hingga 690 MPa. Titanium murni memiliki daya yang rendah, sedangkan aluminium murni lebih lemah. Namun, Anda dapat menggabungkan aluminium dengan paduan logam lain untuk meningkatkan kekuatannya berdasarkan kebutuhan Anda.

Limbah yang Dihasilkan

Limbah permesinan adalah faktor penting lainnya ketika menangani proyek geometri desain yang kompleks. Geometri desain yang rumit mungkin membatasi metode pemesinan Anda, apa pun material yang Anda pilih. Akibatnya, membuang material berlebih menjadi hal yang tidak bisa dihindari. Terkadang, sebagian besar produsen menggunakan aluminium untuk pembuatan prototipe dan titanium digunakan untuk produksi sejumlah kecil produk tujuan khusus. Dalam kebanyakan kasus, disarankan untuk memilih aluminium yang murah daripada titanium karena membantu mengurangi biaya keseluruhan.

Persyaratan Estetika

Beberapa bagian yang digiling sering kali memerlukan penerapan warna tertentu untuk penyelesaian estetika. Titanium memberikan tampilan permukaan perak yang tampak lebih gelap saat terkena cahaya. Sedangkan aluminium memiliki tampilan berwarna putih keperakan. Bahan yang Anda pilih akan menentukan apakah produk Anda memiliki warna silver atau abu-abu kusam. Namun, kedua bahan tersebut dapat memerlukan berbagai prosedur penyelesaian permukaan logam lainnya seperti peledakan manik, pemolesan, pelapisan krom, dll.

Kesimpulan

Titanium dan aluminium adalah logam dengan sifat, kelebihan, dan aplikasi yang luar biasa. Meskipun memiliki kualitas yang hampir serupa, mereka memiliki penerapan tersendiri di mana yang satu lebih cocok daripada yang lain. Meskipun titanium ideal untuk aplikasi tahan panas, aluminium memiliki konduktivitas termal terbaik yang dibutuhkan proyek Anda.

J: Kedua logam tersebut memiliki sifat daya tahan yang luar biasa dan dapat digunakan dalam jangka waktu lama. Namun demikian, titanium menjadi yang utama dalam hal daya tahan dan kekakuan. Komponennya bertahan bertahun-tahun tanpa tanda-tanda keausan. Titanium memiliki ketahanan terhadap korosi yang sangat baik dan bertahan lebih lama karena mampu menahan tekanan.

J: Sangat mudah untuk membedakan titanium dari aluminium menggunakan warna spesifiknya. Titanium memiliki warna perak gelap, sedangkan aluminium biasanya bervariasi dari putih keperakan hingga abu-abu kusam pada beberapa permukaan. Selain itu, titanium terasa jauh lebih keras dibandingkan aluminium. Aluminium biasanya menghilangkan gumpalan bahan lunak saat dikikir, sedangkan titanium tidak.

J: Bahan AlSi7Mg memiliki efek pengerasan larutan padat yang lebih lemah karena fraksi volume Si yang lebih rendah, sehingga menghasilkan kekuatan tarik yang lebih rendah, kekerasan yang lebih rendah, dan perpanjangan yang lebih tinggi dibandingkan bahan AlSi10Mg. Setelah perlakuan panas, kekuatan tarik dan luluh kedua bahan menurun, dan perpanjangan meningkat.

J: AlSi10Mg adalah paduan aluminium dengan sifat mekanik yang sangat baik dikombinasikan dengan kepadatan rendah, ketahanan terhadap korosi, dan kemampuan pengecoran yang sangat baik sekaligus menawarkan opsi pasca-pemrosesan yang ringan dan fleksibel.

Karena menawarkan kekuatan tinggi, kekerasan yang relatif tinggi dan konduktivitas termal yang tinggi, ia digunakan untuk bagian-bagian yang terkena beban tinggi.

Aplikasinya mencakup perumahan dan saluran kerja, suku cadang mesin, alat produksi dan cetakan untuk keperluan pembuatan prototipe dan manufaktur.

A: Kabel las aluminium MIG yang paling umum digunakan adalah ER4043 dan ER5356. ER4043 adalah kawat las MIG serba guna yang digunakan untuk mengelas paduan aluminium 2014, 3003, 3004, 4043, 5052, 6061, 6062, dan 6063. Lasan memberikan keuletan yang tinggi dan ketahanan yang sangat baik terhadap retak.

J: Secara umum, serbuk logam yang digunakan dalam printer 3D logam meliputi baja perkakas, baja tahan karat, baja martensit, paduan titanium dan titanium murni, paduan aluminium, paduan berbahan dasar nikel, paduan berbahan dasar tembaga, paduan berbahan dasar kobalt-kromium, dll.

A: Paduan 3003: Paduan aluminium yang paling banyak digunakan. Aluminium murni komersial dengan tambahan mangan untuk meningkatkan kekuatannya (20% lebih kuat dari grade 1100). Ini memiliki ketahanan korosi yang sangat baik, dan kemampuan kerja. Nilai ini dapat ditarik atau dipintal dalam, dilas atau dibrazing.