Çelik Yeni Alüminyum mu? 2 Güçlü Malzemenin Karşılaştırılması

Gelecek yılların iklim hedeflerine ulaşılması ve sürdürülebilir ürün geliştirmenin birçok şirkete katkı sağlaması gerekiyor. Tam da bu nedenle sorumlular, uzun vadede hangi malzemenin bu amaca en uygun olduğu sorusuyla giderek daha fazla ilgileniyor. İster makine mühendisliği, isterse inşaat veya gıda endüstrisinde olsun, birçok sektörde sürdürülebilir malzeme ve yenilik arayışı tüm hızıyla devam ediyor.

Bu aynı zamanda alüminyum ve çeliğin karşılaştırılmasını da içeriyor çünkü avantajları ve dezavantajları artık geçmişte olduğu gibi yüzeysel olarak görülmüyor. Örneğin, büyük bir telekomünikasyon sağlayıcısı, iklim hedeflerine yaklaşmak ve gerekli gereksinimler için daha iyi bir bileşen oluşturmak amacıyla ağır alüminyum raylarını rulo şeklinde çelik profillerle değiştirdi.

Bileşeniniz için alüminyum mu yoksa çelik mi? Bu iki malzemenin gelecekteki potansiyeli hakkında daha fazla bilgi edinmek için okumaya devam edin.

Alüminyum parçaların 3 avantajı (alüminyum profiller)

Bugünlerde neredeyse hiçbir endüstri alüminyum olmadan yapamıyor. 19. yüzyıldan bu yana hızla sanayileşen metal, ilk zamanlarda hafif metal gemilerin yapımında kullanılmış ve hızla otomotiv, havacılık, elektrik, mobilya, gıda ve ambalaj endüstrilerinde popüler bir malzeme haline gelmiştir.

Bunun nedeni, burada alüminyum profillerin kullanıldığı bir örnek olarak gösterilen, alüminyumdan yapılmış parçaların birçok avantajıdır:

1. Kolay Üretim
   Çoğu durumda, karmaşık sürekli döküm profilleri nispeten daha az çabayla üretilebildiğinden dolayı, alüminyumdan profil üretmek çelikten daha ucuzdur. Bunun nedeni, hafif metalin önemli ölçüde daha yüksek yumuşaklığı ve dolayısıyla iyi şekillendirilebilir olmasıdır.
   
   
2. Daha küçük miktarlarda ucuz üretim 
   Alüminyum profillerin karmaşık olmayan üretim süreçleri sayesinde daha küçük miktarlarda da uygun maliyetle üretilebilir.
   
   
3. Hafif Malzeme 
   Çelikle karşılaştırıldığında, temel malzeme olan alüminyumun hafifliği en büyük avantajlardan biridir; alüminyumun yoğunluğu 2,7 g/cm3 olup, bu da çeliğin 7,8 g/cm3 yoğunluğunun üçte birinin biraz altındadır.
   
   

Hafifliği ve daha küçük hacimli üretimlerdeki ekonomikliği nedeniyle alüminyum profiller genellikle pencere çerçeveleri, aletler ve araba gövdeleri için kullanılır. Teknik açıdan çeşitli karmaşık işlemler sayesinde alüminyum parçalar da kaynaklanabilir ve lehimlenebilir.

Çelik profillerin 4 avantajı

Çelik, 5.000 yıldan daha uzun bir süre önce bir malzeme olarak keşfedilen çok dayanıklı bir malzemedir. İstatistikler, çeliğin onlarca yıldır miktar açısından en önemli hammadde olduğunu ve ağırlıklı olarak otomotiv endüstrisi, inşaat, makine mühendisliği, metal işleme ve diğer sektörlerde kullanıldığını gösteriyor.

Çeliğin ana avantajları aşağıdakileri içerir:

1. Yüksek mukavemet:
   Büyük cam cepheler için çok dar çerçeveler gibi özellikle güçlü profiller üretmek amacıyla, çelik kullanıldığında alüminyuma göre önemli ölçüde daha az hacim gerekir. Çünkü çeliğin yüksek mukavemeti sayesinde sertlik çok daha çabuk elde edilir.
   
   
2. Sürdürülebilirlik söz konusu olduğunda gerçek potansiyel:
   Çelik temelde %100 geri dönüştürülebilir; daha yeni gelişmeler giderek daha fazla CO₂ tasarrufu sağlayan üretime olanak tanıyor ve çok sayıda malzemeden tasarruf etmek için rollform ile şekillendirme gibi işlemlerde kullanılabiliyor.
    
3. Önemli ölçüde daha yüksek erime noktası:
   Çeliğin erime noktası 1.400°C, alüminyumun erime noktası ise 660°C'dir. Bu nedenle yangın koruma ve güvenlik kapıları her zaman yüksek mukavemetli çelikten yapılır.
   
   
4. Çok çeşitli malzemeler:
   Dünya çapında (neredeyse) her bileşen için uygun gereksinimleri karşılayan 2.500'den fazla standartlaştırılmış çelik türü bulunmaktadır. İster gıda endüstrisi için yüksek kaliteli paslanmaz çelik, ister pencere yapımı için yüksek mukavemetli çelik veya kimya laboratuvarları için asitlere dayanıklı çelik olsun.

Alüminyum ve çeliği karşılaştırırken maliyet verimliliğine ilişkin genellemeler yapmak da zordur. Ancak daha büyük miktarlarda sipariş verirken ve üretirken çeliğin her zaman daha uygun maliyetli olduğu kanıtlanmıştır.

Rollform ile şekillendirme (çelik) ve ekstrüzyon (alüminyum)

Genel olarak, rollform ile şekillendirilmiş çelik parçaların ve ekstrüde alüminyum parçaların üretimi benzer şekilde hızlıdır. Tasarıma ve miktara bağlı olarak, maliyet-fayda barometresi bir malzemenin lehine yön verir. İki süreç arasındaki farklar aşağıdaki açılardan ilgi çekici hale gelmektedir:

• Delikleri entegre edin:
  Alüminyum profil üretiminden farklı olarak rollform ile şekillendirmede delikler başka bir üretim adımına gerek kalmadan doğrudan çelik profile entegre edilebilir.
  
  
• Dar toleranslar:
  Ekstrüzyondan farklı olarak rulo şekillendirme, çok sıkı toleranslarla (kesit, et kalınlığı vb.) üretime olanak sağlar.
  
  
• Basitlik:
  Alüminyum, çelikten önemli ölçüde daha yumuşak bir malzeme olduğundan, bir kalıptan nispeten kolay bir şekilde preslenebildiğinden ve imalat işlemi sırasında kolayca şekillendirilebildiğinden (sıcak veya soğuk) ekstrüzyon, basit üretim süreçlerinde öne çıkar.
  
  
• Bitirme işlemleri: 
  Ekstrüzyonun aksine, rollform ile şekillendirme, uygun maliyetli bitirme işlemlerine olanak tanır. Gerekirse, örneğin silindir izlerinin görünmediği çok yüksek kaliteli yüzeyler de üretilebilir.

Alüminyumdan çeliğe bu şekilde geçiş yapabilirsiniz

Otomotiv endüstrisindeki bir öncü firma, alüminyumdan çeliğe geçişin başarılı ve değerli olabileceğini zaten kanıtladı. 2020 yılının ortasından bu yana BMW Group'a daha önce alüminyumdan yapılmış bir bileşenin yerini alan, haddelenmiş çelik tünel bağlantı kirişini yüksek miktarlarda üretip, teslim ediyoruz. Bağlantı testlerinin ardından, büyük sipariş hacmi nedeniyle çelik profilin daha hafif, daha aerodinamik ve daha ucuz olduğu ortaya çıktı.

Alüminyumdan çeliğe geçiş için size 3 ipucu vermek istiyorum:

1. İpucu: Bileşeninizin kalitesinin ne kadar yüksek olması gerektiğini kendinize sorun.

Örneğin, bileşeninize delik entegre etmenin herhangi bir avantajı var mı? Eğer öyleyse, zımbalama aynı üretim sürecinde gerçekleştiği için rollform ile şekillendirmenin avantajlarını göz önünde bulundurmaya değer. Bu durum alüminyum ekstrüzyon işleminde farklıdır; burada delikler ancak sonradan delinebilir ve bu nedenle ek bir işlem adımı gerektirir.

2. İpucu: Mükemmelliği aramaya devam edin.

Mevcutta çalışan bir sistemi asla değiştirmeyelim mi? Bilakis! Mükemmelliğe her zaman yer vardır ve arzu edilir göründüğünde ona bir şans verilmelidir. Parçanızın daha fazla yerden tasarruf sağlayan, daha güçlü, daha elastik veya daha fazla CO₂ nötr olması avantajlı mıdır? O halde çeliğin, alüminyumun ve hatta tamamen farklı bir malzemenin mükemmel olup olmadığı sorusuna yeniden bir göz atın.

3. İpucu: Yeni bileşeninizi deneyimli uzmanlarla birlikte geliştirin.

Otomotiv endüstrisi gibi, diğer sektörler de uzun yıllardır haklı olarak kanıtlanmış damgalama/markalama tekniklerine ve çok sayıda yerleşik bilinen alüminyum parçaya bakmışlardır. Rollform ile profillendirme gibi yeni bir teknolojiye açılmak doğal olarak aynı zamanda karlı bir bilgi birikimi, deneyim, düşünmeye değer ve geçmiş hatalardan ders almayı da gerektirir. Deneyimli uzmanlarla yapılan ortak geliştirmelerde uygun malzemeler, en uygun şekiller ve en iyi makineler belirlenebildiği gibi, yeni tasarlanan bileşenin fizibilitesi de kontrol edilebilir.

Sonuç: Çelik ve alüminyumun iyi düşünülmüş bir cevaba ihtiyacı var

Umarız bu makalede, bileşeniniz için alüminyum ile çeliği karşılaştırırken verilecek yanıtın hâlâ sıklıkla söylendiği kadar basit ve yüzeysel OLMADIĞINI gösterebilmişimdir. Özellikle çelikle haddeleme, yeni bir esneklik düzeyi getiriyor ve inanılmaz yeni işlevlere olanak tanıyor. Avrupa'daki ve dünyadaki pek çok şirketin iddialı iklim hedefleri göz önüne alındığında, çelik, CO₂ nötrlüğü nedeniyle haklı olarak ilgi odağı haline geliyor. Aynı zamanda alüminyumun da yeri vardır çünkü her bileşen için en uygun malzemenin bulunması gerekir.

Aradığınızı henüz bulamadınız mı? Projeleriniz için en iyi malzemeyi birlikte bulalım.