Aluminij

Aluminij je kovina, ki so jo ljudje pričeli uporabljati šele pred kratkim. V primerjavi z železom in bakrom, ki ju uporabljamo že več tisočletij, je aluminij poznan le okoli 200 let. Aluminij je mehka in lahka kovina, ki v prisotnosti kisika hitro oksidira in ustvari tanko oksidno plast sivega videza. Zaradi te lastnosti je korozijsko odporna, kar ji daje veliko uporabnost. K temu pripomore še nizka gostota, posledično majhna teža, dobra oblikovalnost ter toplotna in električna prevodnost. Poleg tega je aluminij zelo reaktivna kovina in se zato skoraj nikoli ne pojavlja v čisti obliki.

Pridobivanje aluminija

Najpomembnejša ruda za pridobivanje aluminija je boksit, ki vsebuje 50-60 % aluminijevega oksida, do 20 % železovega oksida, od 1-10 % silicija ter manjše količine titana, vanadija, mangana, cinka in še nekaterih drugih kovin. Avstralija je ena od največjih pridelovalk boksita na svetu, pojavlja pa se skoraj po vsem svetu, vendar v zelo različnih koncentracijah. Rude, ki vsebujejo kovine, so navadno zdrobljene in stopljene, ko jih izkopljemo.

Taljenje in različna tališča omogočajo izločanje posameznih kovin. To ni tako enostavno v primeru boksita. Boksit je ruda, ki vsebuje veliko število različnih kovin in mineralov.

Enostavno taljenje ne more sprostiti kemijskih vezi. Iz boksitove rude ne pridobivamo neposredno aluminija, ampak je potrebno najprej izločiti aluminijev oksid (glinico), šele nato pa s pomočjo termične elektrolize pridobimo primarni aluminij. Za elektrolitsko pridobivanje čistega aluminija je potrebno veliko energije, zaradi česar proizvodni proces ni najbolj prijazen okolju.

Bistvena prednost aluminija in aluminijevih zlitin je zmožnost njihove večkratne uporabe, ne da bi se pri tem bistveno spremenile lastnosti. Kar 75 % proizvedenega aluminija na svetu je danes še vedno v uporabi. Največja prednost sekundarnega aluminija je v porabi električne energije, saj se v primerjavi s primarnim aluminijem porabi le 5 % energije in pri tem nastane bistveno manj emisij izpušnih plinov, predvsem CO2.

Gradbeni material

Aluminij ima nizko gostoto in je torej približno 50 % lažji od železa. Njegova majhna teža naredi material zelo zanimiv za vozila in letalske konstrukcije, ki ne smejo tehtati veliko, kljub temu pa morajo imeti visoko stopnjo stabilnosti.

Aluminijeva pločevine ni le lahka, je tudi zelo mehka kovina. Kljub tej lastnosti je pločevina zelo trdna in daje konstrukciji visoko stopnjo stabilnosti. Razrez aluminijeve pločevine je na prvi pogled najlažji z laserjem, tudi če gre za večje debeline. Čeprav je aluminij mehkejši od jekla, je pri razrezu ravno nasprotno. Gladke aluminijaste površine imajo optične lastnosti, ki so podobne stopnji odbojnosti ogledala. Odvisno od stopnje čistosti kovine, odbojnost doseže okoli 75 – 85 %. V primeru aluminija proces razreza zahteva veliko več energije, ker odbojnost precej zmanjša učinek, s tem se zmanjšuje tudi učinkovitost rezanja z laserjem. Posledica tega je, da del energije iz laserskega žarka spustimo v okolico materiala. Ta okoliščina in dejstvo, da je moč laserskega žarka omejena, zmanjša možno debelino razreza do 15 mm.

Upogibanje pločevine iz aluminija ni problem, če poznamo nekaj posebnosti. Upogibanje lahko izvedemo v konvencionalni stiskalnici. Potrebno je le, da se zagotovi, da upogibni polmer ne pade pod vrednost dvakratne debeline materiala. Posebne lastnosti materiala nam omogočajo upogibanje debelejših plošč, kot je to mogoče z jeklom.