Aluminium PA6 - Eigenschaften und Anwendungen
Mittwoch, 9. Oktober 2024
Aluminium ist eines der am häufigsten vorkommenden Metalle in der Erdkruste. Die relativ einfache Methode zur Herstellung von Aluminium und seine physikalischen Eigenschaften haben es zum beliebtesten Metall in unserem Leben gemacht, vom täglichen Gebrauch bis hin zur Raumfahrtindustrie.
Aluminium wird in der Elektrotechnik für die Herstellung von Drähten, Besteck, aber auch für die Verkleidung von Flugzeugkarosserien verwendet. Heute macht Aluminium zwischen 50 und 90 % des Gesamtgewichts von Flugzeugen und Raumfahrzeugen aus. Aluminium ermöglicht es den Ingenieuren, leichte, energieeffiziente und korrosionsbeständige Maschinen mit höchster Effizienz zu bauen.
In der Luft- und Raumfahrt werden Aluminiumlegierungen der Serien 2xxx, 3xxx, 5xxx, 6xxx, 7xxx und 8xxx verwendet. Die im Flugzeugbau am häufigsten verwendete Legierung ist 7075, die aus Aluminium, Zink, Magnesium und Kupfer besteht. Diese Legierung steht dem Stahl in puncto Festigkeit in nichts nach, ist aber dreimal so leicht. Flugzeugkonstrukteure suchen weiterhin nach Materialien, die Flugzeuge noch leichter machen. Am vielversprechendsten sind in dieser Hinsicht die neuen Aluminium-Lithium- und Aluminium-Scandium-Legierungen.
In der Luft- und Raumfahrtindustrie wird Aluminium hauptsächlich in Form von Legierungen verwendet. Bleche aus Aluminiumlegierungen werden sowohl für den inneren Rahmen als auch für die Außenhaut von Flugzeugen verwendet. In Flugzeugen werden Aluminiumbleche mit einer Dicke von 3,3 bis 0,25 mm verwendet. Aluminiumlegierungen haben eine erfolgreiche Kombination von Eigenschaften: geringe Dichte (2500-2900 kg/m3 ), hohe Festigkeit (bis zu 500-600 MPa), Korrosionsbeständigkeit.
Aluminiumoxid ist auch ein fester Brennstoff für Raketentriebwerke zur Beschleunigung der ersten Stufe von Raumfahrzeugen. Die leistungsstärkste Trägerrakete der Welt, die Saturn 5, die eine 140 Tonnen schwere Nutzlast in eine niedrige Erdumlaufbahn befördern kann, verbrennt während ihres Fluges 36 Tonnen Aluminiumoxidpulver.
Die hochfesten Aluminiumlegierungen Al-Zn-Mg-Cu und die mittel- und hochfesten wärmebehandelten Al-Mg-Cu-Legierungen werden erfolgreich im Flugzeugbau eingesetzt. Sie bilden den Strukturwerkstoff für die Außenhaut und die inneren Zellenteilen von Flugzeugen (Rumpf, Flügel, Kiel usw.). Flugzeugzellen, Bordsysteme, Fahrwerke, Propellerblätter, Instrumente und Innenverkleidungen werden aus den schweißbaren Aluminiumlegierungen Al-Mg, Al-Mn, Al-Cu, Al-Mg-Li und Al-Mg-Si hergestellt.
Um das Gewicht des Flugzeugs zu reduzieren, werden Aluminium-Lithium-Legierungen der Hauptlegierungssysteme Al-Mg-Li (1420, 1421, 1424) und Al-Cu-Li (1460, 1464, 1469) verwendet. Die Verwendung von hochfesten Aluminium-Lithium-Legierungen in geschweißten, abgedichteten Rumpfkraftstofftank-Trägerstrukturen ermöglicht eine Gewichtsreduzierung von 12-15 %. Ein weiterer Vorteil von Aluminiumlegierungen ist ihr Verhalten bei kryogenen Temperaturen im Kontakt mit flüssigem Sauerstoff, Wasserstoff und Helium. Diese Legierungen unterliegen der so genannten kryogenen Härtung, d. h. die so genannte Festigkeit und Duktilität nehmen mit abnehmender Temperatur zu.
Aluminium PA6 gehört zur Gruppe der wärmebehandelten hochfesten Legierungen. Dadurch kann die Legierung ihr volles Potenzial entfalten und ihre Festigkeit um ein Vielfaches steigern. Die hohe Festigkeit und die gute Bearbeitbarkeit machen PA6-Aluminium zu einem idealen Werkstoff für die Luft- und Raumfahrt und die Rüstungsindustrie.
Welche Eigenschaften hat PA6-Aluminium? Die Eigenschaften sind eine Kombination aus hoher Festigkeit und Beständigkeit gegen Ermüdung. Diese Aluminiumlegierung bietet eine gute Korrosionsbeständigkeit. Schweißen ist hier mit Widerstandsschweißtechniken möglich. Aufgrund seiner ausgezeichneten Festigkeit, Duktilität und Verformbarkeit wird PA6-Aluminium häufig in der Technik eingesetzt. Auch die Festigkeit von PA6-Aluminium ist ein großer Vorteil. Diese Eigenschaften werden beim Bau von Flugzeugen und Weltraumraketen genutzt.
Wo finden wir PA6-Aluminium hauptsächlich? Anwendungen finden sich in der Luft- und Raumfahrtindustrie, in der Wehrtechnik sowie im Maschinen- und Anlagenbau (z.B. in Form von hochfesten Strukturteilen und Nieten). Dank seiner wertvollen Eigenschaften eignet es sich in diesen Bereichen für hochbeanspruchte Teile. Der größte Vorteil ist die hohe Festigkeit von PA6-Aluminium. Die Verwendung dieser Legierung im Raketenbau ermöglicht es Ingenieuren und Wissenschaftlern, leichtere Modelle zu bauen.
