Aluminium ist ein Metall, welche das dritte verbreitetste auf der Erde ist und tritt in Verbindung mit Silizium, Sauerstoff und Schwefel auf. In der Metallverarbeitungsindustrie ist Aluminium ein Metall, das am meisten nach Stahl verwendet wird.

 

Aluminium als Hauptmetall in der heutigen Industrie

Aluminium ist das dritthäufigste Element und häufigste Metall in der Erdkruste  mit einen Prozent von 7,3%. Lange Zeit jednoch wusste die Welt nichts über ihre Existenz und ihre Art zu produzieren.  Ein Engländer, Sir Humphrey Davy vor 208 Jahren, d.h. 1808., entdeckte er seine Existenz und 1854. wurde die ersten primitive Methode, um diese wichtige Metall entwickelt.

Technologische Prozess, mit denen Aluminium erst 1886 hergestellt und gefunden wurde, und die verantwortlichen dafür waren Paul Herlot und Charles Hall, die das Herstellungsverfahren durch Elektrolyse entdeckten. Zusätzlich zu diesen Fund ist es interessant zu erwähnen, das die oben genannte Wissenschaftler nichts über die Existenz und Arbeit des anderen wussten, obwohl in zwei teilen der Welt und ohne jeglichen Kontakt, eine völlig identisches Produktionsweise entwickelten.

 

Technologischer Prozess der Aluminiumproduktion

Wie bereits erwähnt, wird Aluminium nach dem Hall-Heroult-Verfahren oder dem Bayer-Verfahren hergestellt. Das Bayer-Verfahren besteht darin, die Tonerde (Aluminiumoxid) zu erhalten, das wiederum aus dem Bauxit gewonnen wird. Um zwei Tonnen Aluminium zu produzieren, sind  in der Regel vier Tonnen Bauxit erforderlich.

Tonerde – Kryolith – Gemisch befindet sich in einer Wanne, bei eintauchen der Anode beginnt die Elektrolyse. Die Anode wird in der Regel alle 20 Tage gewechselt wegen der Abnutzung. Durch Elektrolyse wird die Tonerde geschmolzen in der Wanne aus den sich unterschiedliche Aluminiumoxidfluridionen entstehen. Auf diese Weise werden zahlreiche Fluoride erzeugt, die durch das Reinigungssystem durchgeführt werden, um zu vermeiden, dass die Atmosphäre kontaminiert wird. Neben den schädlichen Gasen, die auf der  Anoden erzeugt werden, ist das Problem der sogenannte Roterschlamm der entsteht durch Aluminiumhydroxid.

Mit der Entwicklung von technologischen Prozessen ist die Aluminiumproduktion stark vorangekommen. Die ersten Fabriken, die Aluminium produzierten, hatten Zellen mit einer Leistung von 1.000 Ampere, während die heutigen Fabriken ihre Zellen mit einer Stromstärke von 5.000 Amper versorgen.

 

Aluminium als konstruktives Metall

Aluminium wird heute bei der Konstruktion verschiedener Objekte oder Teile verwendet. Der Grund für die Anwendung dieses Metalls ist seine Beständigkeit gegen Korrosion, Festigkeit und geringe Masse. Aus diesem Grund sind einige Teile in Autos und Flugzeugen aus Aluminium gefertigt.  Einige der anderen Anwendungen, d.h. aus Aluminium gefertigte Gegenstände, sind :

  • Aluminiumstange – werden üblicherweise im Bauingenieurwesen verwendet
  • Aluminiumblech – werden in Bauwesen, Maschinenbau, Produktion von Geschirr, Elektrotechnik und in der Lebensmittelindustrie eingesetzt.
  • andere Aluminiumprofile – Sie werden für die Herstellung von Rahmen verwendet z.B. Tische
  • Aluminiumlegierung – haben verschiedene Anwendungen, vom Schiffbau bis zur Fertigung

 

Aluminium Eigenschaften

Wie bereits erwähnt, hat Aluminium seine Anwendung in zahlreichen Industrien dank seiner Eigenschaften,  darunter die wichtigsten sind:

  • fast dreimal leichter als Stahl
  • Gute Dehnbarkeit und Stärke
  • ausgezeichnete Eigenschaften bei niedrigen Temperaturen
  • 13- fache höhere Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zu Edelstahl
  • besitzt keine magnetische Eigenschaften
  • Gute Bearbeitbarkeit
  • ausgezeichnete Beständigkeit gegen äußere Einflüsse
  • ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit

 

Aluminiumverarbeitung

Aluminium ist wegen seiner Eigenschaften die oben erwähnt worden sind sehr leicht zu verarbeiten. Allerdings, während der Verarbeitung sollte man ein Auge auf die Erwärmung von Aluminium achten, und dies gilt besonders auf Schweißen bzw. Schleifen.

Durch Erhitzen kann Aluminium verformt werden, bzw., während des Schweißen entwickelt sich  hohe Temperatur, dadurch entsteht poröser Lot. Für die häufigsten Verfahren zum Schweißen von Aluminium werden TIG, MIG und Lichtbogenschweißen verwendet.

 

Beim Schleifen von Aluminium sollte sehr vorsichtig sein, weil es passieren kann, bei hohe Drehgeschwindigkeit der Schleifmaschine Aluminium wird matschig. Um einen hohen Glanz zu erzielen, muss Aluminium in mehr Zyklen verschiedener Schleifplatten mit unterschiedlichem Druck auf die Oberfläche geschliffen werden.

Eine der Aluminiumverarbeitungsverfahren ist das eloxieren bzw, die gezielte Oxidation von Aluminium, so dass es vor äußeren Einflüssen geschützt bleibt oder eine bestimmte Farbe annimmt. Eloxieren wird häufigsten im alkalische Wanne durch Elektrolyseprozess durchgeführt.

 

Laserschneiden von Aluminium

Fast alle Metalle haben eine reflektierende Eigenschaft, was insbesondere bei Aluminium der Fall ist. Die reflektierenden Eigenschaften von Aluminium können verursachen Zerstörung bzw. Beschädigung des Lesers der dazu dient schneiden durchzuführen.

Was ist eigentlich Reflexion? Reflexition ist die Eigenschaft von Metallen und Materialien im Allgemeinen, die die Abstoßung von Strahlen (z.B. Licht) zurück zur Quelle verursacht, was im Fall des Laserschneidens bedeutet, dass der Laserstrahl in den optischen Teil der Laserschneidmaschine reflektiert wird.

Wegen der reflektierende Aluminium Eigenschaften, auf das Aluminium wird eine Schicht aufgetragen damit man das reflektieren vermeidet.

Allerdings, ist dies nicht genug, da die Reflexion nicht nur von der Oberfläche des Aluminiumblechs kommt, sondern auch von dem geschmolzenen Aluminium, welches das unvermeidliche Schneidprodukt ist.

Aus diesem Grund, beim Schneiden von Aluminium, ist es notwendig, die Schneidparameter einzustellen, was die Reflexion auf ein Minimum reduziert oder vollständig eliminiert.

Die meisten der heutigen Laserschneider von heute haben ein speziell für das Schneiden von Aluminium entwickeltes System, das den Schnittparametern folgt und nach einer möglichen kritischen Reflexion den Laserstrahl abschaltet und somit mögliche Schäden verhindert.

 

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