Aluminiul în arta contemporană: selecția, fabricarea și finisarea aliajelor

De ce aluminiul se potrivește sculpturii contemporane

Aluminiul oferă o treime din densitatea oțelului la o rigiditate care este de obicei suficientă pentru sculptură și necesită o gamă largă de tratamente de suprafață, de la anodizarea strălucitoare în oglindă-la un strat de pulbere plat mat. Rezistența sa specifică permite deplasarea și instalarea unor volume mari fabricate cu echipamente de ridicare modeste, iar stratul său de oxid oferă o rezistență utilă la coroziune în exterior, cu condiția ca familia de aliaje să fie aleasă corect.

Schimbul-este că aluminiul are un coeficient liniar de dilatare termică de aproximativ 23 x 10^-6pe kelvin, aproximativ de două ori mai mare decât oțelul. În piesele cu materiale-mixte, această nepotrivire trebuie să fie inclusă în proiectarea îmbinării, mai degrabă decât absorbită de material.

Selecția aliajului și temperării pentru fabricație

Studiourile funcționează în mod normal dintr-un set mic de note bine-caracterizate. Tabelul de mai jos oferă maparea practică.

Gradele tratabile termic-, cum ar fi 6061, ating o rezistență mai mare prin tratarea cu soluție și îmbătrânirea artificială, dar se fisurează dacă sunt îndoite strâns în starea T6, așa că o rază de îndoire de cel puțin două până la trei ori grosimea este o regulă de pornire rezonabilă. Calitățile care nu se pot trata termic--cum ar fi 5052 și 5083 se formează mai ușor și își păstrează mult mai bine proprietățile în zona sudată.

Practică de sudare, formare și asamblare

Sudarea cu arc de tungsten cu gaz este calea standard pentru cusăturile vizibile. Un material de umplutură 5356 este utilizat acolo unde se dorește o rezistență mai mare a filetului, iar materialul de umplutură 4043 este utilizat acolo unde se preferă o rezistență mai bună la fisuri și un bazin de sudură mai tolerant. Oxizii de suprafață trebuie îndepărtați mecanic și îmbinarea finalizată într-o fereastră scurtă de lucru, deoarece pelicula de oxid natural se reformează rapid și prinde porozitatea.

Folia poate fi formată manual, peste roți englezești și pungi de împușcare pentru panouri curbate, sau prin presa de frână pentru lucrul pliat. Tăierea cu jet de apă evită în întregime zona afectată de căldură-și este preferată pentru placa groasă și pentru piesele care vor fi anodizate, deoarece marginile-decupate cu laser pot lăsa un strat turnat care se vede prin acoperire.

Anodizare, acoperire și design de suprafață

Anodizarea este cel mai durabil finisaj disponibil pentru lucrările de artă din aluminiu. Anodizarea cu acid sulfuric de tip II produce pelicule clare sau vopsite în intervalul de la 5 până la 10 micrometri pentru lucrări decorative, în timp ce acoperirile anodice dure de tip III de 25 până la 50 micrometri oferă o suprafață mai dura, mai rezistentă la abraziune-, unde piesa va fi atinsă sau curățată frecvent. Piesele turnate trebuie anodizate cu grijă: fazele bogate-siliciului dintr-un aliaj de AlSi7Mg pot întuneca pelicula, așa că este recomandabilă o primă-probă.

Acoperirea cu pulbere este utilizată acolo unde consistența culorii contează, iar grade arhitecturale exterioare de acoperire sunt aplicate atunci când piesa va fi permanent în aer liber. Finisajele mecanice, granulația periată, sablare și lustruire în oglindă sunt toate viabile, dar direcția și adâncimea granulelor trebuie înregistrate pentru ca reparațiile ulterioare să se potrivească.

Durabilitate în aer liber și detalii-pentru materiale mixte

Pentru lucrările exterioare permanente, 5052 și 5083 sunt cele mai sigure alegeri de foi, deoarece conținutul lor de magneziu rezistă la stropire în atmosferele de coastă. Aluminiul este anodic pentru oțel inoxidabil și pentru majoritatea oțelurilor structurale, astfel încât contactul direct între metale diferite promovează atacul galvanic la îmbinări, în special în condiții umede. Șaibe izolatoare, garnituri de izolare și interfețe vopsite abordează acest lucru cu un cost neglijabil în timpul fabricării și sunt dificil de corectat ulterior.

Acolo unde piesa este găurită pentru elemente de fixare, distanțe de margine de cel puțin două diametre de găuri și găurile debavurate împiedică concentrarea tensiunilor să propage o fisură sub încărcarea vântului.

Întrebări frecvente

Q:Ce aliaj de aluminiu este cel mai bun pentru o sculptură în aer liber?
R: Foaia 5052 sau 5083 este răspunsul obișnuit, deoarece adaosurile de magneziu rezistă la pitting în atmosfere de coastă și urbane și ambele calități se sudă bine.

Q:Poate fi îndoit aluminiul după tratamentul termic?
R: Note precum 6061 în temperatură T6 nu ar trebui să fie îndoite brusc. O rază de îndoire minimă de două până la trei ori grosimea este o limită practică de lucru, iar secțiunile mai groase trebuie prelucrate sau formate înainte de îmbătrânire.

Q:Ce material de umplutură este folosit la sudarea 6061 pentru lucrări de artă?
R: 4043 și 5356 sunt ambele utilizate, cu 5356 ales pentru o rezistență mai mare a filetului și 4043 unde rezistența la fisurare și un cordon de sudură mai neted sunt prioritatea.

Q:Cum afectează grosimea anodizării aspectul și durabilitatea?
R: Filmele decorative de tip II de aproximativ 5 până la 10 micrometri iau vopsea și păstrează o caracteristică clară; Acoperirile dure de tip III de 25 până la 50 de micrometri au o culoare mai închisă, dar sunt mult mai rezistente la abraziune.

Q:De ce aluminiul distorsionează mai mult decât oțelul în aceeași piesă?
R: Coeficientul său de dilatare termică este de aproximativ 23 x 10^-6pe kelvin, aproximativ de două ori față de oțel, astfel încât o anumită schimbare de temperatură produce aproximativ de două ori mișcarea, cu excepția cazului în care îmbinările sunt proiectate pentru a o adapta.

Q:Care este cea mai sigură cale pentru volume sculpturale complexe?
R: Turnarea într-un aliaj de AlSi7Mg conform unei specificații recunoscute de turnare permanentă sau turnare cu nisip, urmată de un tratament termic T6, produce cele mai complexe forme cu proprietăți mecanice previzibile.