Aluminium

Geschiedenis

Aluminium behoort tot de metalen die mensen slechts sinds korte tijd kennen en gebruiken. In vergelijking met ijzer en koper, die al enkele millennia gebruikt worden, is het pas zo’n 200 jaar geleden voor het eerst ontdekt. Dat heeft meerdere redenen. Puur aluminium bestaat uit kleine kristallen en is zo zeldzaam, dat een metallurgische winning in dit geval niet winstgevend is. Bovendien is aluminium een zeer reactief metaal en komt dus in zuivere vorm vrijwel niet voor.

Zonder dit materiaal waren er geen bekende edelstenen. Verbindt het metaal zich bijvoorbeeld met beryllium, silicium en zuurstof, dan vormen zich kristallen die – in zuivere vorm – veel geld opleveren in de sieradenindustrie. Aluminium is traceerbaar in veel verschillende mineralen, maar het komt slechts in één erts in zulke hoeveelheden voor dat het interessant is voor industriële winning. Het betreft het onopvallende Bauxiet.

De late ontdekking van Aluminium komt waarschijnlijk door het feit dat men het metaal, ook bij nadere beschouwing van een brok Bauxiet, niet zal herkennen. Het ziet er in ertsvorm onopvallend uit en heeft geen metaalglans. Het metaal is in de erts uitsluitend in geoxideerde toestand aanwezig en is daarom met het blote oog onmogelijk te herkennen.

Winnen uit bauxiet

Australië is de grootste bauxiet exporteur van de wereld. Het erts komt echter over de hele wereld voor, maar in sterk variërende concentraties.

Metaalhoudende ertsen worden normaalgesproken na de winning gemalen en gesmolten. Door het smelten en de verschillende smeltpunten kunnen de verschillen metalen van elkaar worden gescheiden. Bij Bauxiet is dat minder eenvoudig. Bauxiet bestaat namelijk uit veel verschillende mineralen en metalen. Door het eenvoudigweg te smelten is de chemische verbinding niet te verbreken.

Bauxiet bevat naast Aluminiumsilicaten ook ijzer, titanium en galliumverbindingen. Omdat het aluminium hier niet uitgesmolten kan worden, worden de ongewenste stoffen chemisch gescheiden met natriumhydroxide. Daarna word het silicaat verbrand, waarbij aluminiumoxide (Al2O3) wordt gevormd. Omdat zuiver materiaal te onttrekken uit het aluminiumoxide, wordt gebruik gemaakt van elektrolyse waarvoor een zeer grote hoeveelheid energie nodig is.

Milieuvriendelijk metaal

Vanwege het hoge energieverbruik is het produceren van aluminium in de basis milieuonvriendelijk.

Echter, gekeken naar de totale levensloop is de productie ervan wel degelijk lonend. Dat komt doordat voor het recyclen van aluminium slechts 5% van de energie nodig is in vergelijking met het winnen van nieuw materiaal.

Daarnaast is aluminium oneindig malen recyclebaar zonder dat de kwaliteit ervan afneemt.

Aluminium als constructiemateriaal bij Tosec

Vanwege de geringe dichtheid is aluminium ongeveer 60% lichter dan ijzer. Door het geringe gewicht is dit materiaal uitermate geschikt voor toepassing in de auto- en luchtvaartindustrie. Daar is lichtgewicht bouwen in combinatie met een hoge mate van stabiliteit van groot belang.

Het is niet alleen licht, maar ook een vrij zacht metaal en laat zich uitstekend buigen en verspanen. Wij verwerken platen in vele verschillende maten en legeringen, waaronder AlMg3 (AW 5754) en AlMg4.5Mn (AW 5083, ook wel omschreven als AlMg4.5). Deze worden d.m.v. snijden, kanten, verspanen en/of lassen verwerkt tot producten zoals u deze wilt ontvangen.

Hier kunt u het gewicht van een aluminiumplaat berekenen

Lasersnijden

Op het eerste gezicht zou men denken dat lasersnijden van aluminium eenvoudiger en ook in grotere plaatdiktes mogelijk moet kunnen zijn. Hoewel aluminium zachter is dan staal, is het moeilijker te snijden. Dat komt door de het gladde oppervlak. Gladde oppervlakken werken als een soort spiegel werken. Afhankelijk van de zuiverheidsgraad van het metaal is de reflectie ongeveer 75-85%.

Bij lasersnijden wordt het materiaal door de laserstraal op de snijvoeg gesmolten en met een sterk gebundelde gasstraal door de snijspleet naar buiten geblazen. Bij aluminium is dit proces veel energie intensiever omdat de reflectie de werking sterk verminderd. Wat ook voor een verminderde werking van het proces zorgt is de uitstekende warmtegeleiding. Dit heeft tot gevolg dat een deel van de opgewekte warmte wordt afgegeven aan het omringende materiaal. Deze eigenschap en het feit dat de kracht van de (CO2) laserstraal gelimiteerd is, beperken de maximale plaatdikte tot 15 millimeter. Voor dikker snijwerk kan de fiber lasersnijmachine of de plasma snijmachine ingezet worden. De plasma snijmachine heeft een elektrisch vlamboog snijproces (een plasma boog) waardoor reflectie niet aan de orde is.

Buigen van aluminium

Het kanten/zetten van aluminium platen tot gezette producten en profielen is met aandacht voor een paar bijzonderheden probleemloos uit te voeren.

Het buigen kan plaatsvinden op normale kantbanken. Het is alleen noodzakelijk dat de buigradius niet minder dan tweemaal de materiaaldikte is. Bovendien moet de aluminiumplaat dwars op de walsrichting gebogen worden, zodat de kleinste buigradii mogelijk zijn. De bijzondere materiaaleigenschappen staan toe dat de zet-lengtes langer kunnen zijn en de plaatdiktes dikker dan bij het buigen van staal het geval is.