Qu'est-ce que l'aluminium – Un guide complet

Introduction à l'aluminium

Dans le secteur manufacturier, l'aluminium est l'un des matériaux les plus utilisés. La combinaison de caractéristiques uniques de ce matériau est difficile à ignorer dans de nombreux domaines, comme l'automobile ou l'aérospatiale, ainsi que la construction. La connaissance de l'aluminium par les propriétaires d'entreprise et les décideurs se traduit par des décisions stratégiques plus éclairées, améliorant ainsi les performances ainsi que l'évolutivité économique de leurs opérations.

Propriétés de l'aluminium

Certaines propriétés de l'aluminium ont été la clé pour le rendre idéal pour la fabrication, à savoir :

• Faible densité : Avec une densité d'environ un tiers de celle de l'acier, l'utilisation de l'aluminium permet d'identifier des aspects qui favorisent le poids des composants ou des produits, comme dans le cas des transports (sur mer et dans les airs également). Cette propriété améliore l'efficacité énergétique et l'activité en général, qui repose sur cette propriété.
• Résistant à la corrosion : L'aluminium forme une fine couche d'oxyde qui offre une protection générale contre la corrosion, en particulier dans les zones en contact avec l'eau et les acides. Cela en fait le matériau privilégié pour les produits destinés à être utilisés sans, mais qui réduisent peu la durée de vie des utilisateurs.
• Conductivité thermique et électrique : L'aluminium est très conducteur électriquement et thermiquement et constitue donc l'une des meilleures substances à utiliser pour la pose de câbles électriques vers des échangeurs de chaleur et autres, améliorant ainsi le transfert d'énergie rapide.
• Ductilité et malléabilité : L'aluminium est malléable et peut être façonné selon la forme souhaitée pour être utilisé dans divers processus de production. Ce procédé est utilisé dans la construction automobile, la construction et l'électronique, principalement pour la production de modèles ou de formes complexes et de petite taille.
• Réflectivité : En raison de ses surfaces métalliques, l'aluminium est une substance brillante et lumineuse qui a pour caractéristique de réfléchir la lumière (réflectivité donc faible absorption thermique). Ses propriétés réfléchissantes le rendent économe en énergie dans diverses utilisations.

Ce sont des caractéristiques qui font de l’aluminium l’un des matériaux les plus appropriés pouvant être utilisés pour répondre aux exigences de l’industrie manufacturière moderne.

Types d'alliages d'aluminium

Les alliages d'aluminium sont à base d'aluminium combiné à des additifs particuliers. Un bref aperçu des séries d'alliages d'aluminium les plus populaires :

• Série 1000 : Composée de près de 99% d'aluminium, cette série est considérée comme la plus pure de tous les métaux industriels, en grande partie en raison de son aspect hautement résistant à la corrosion et est utilisée dans divers équipements de traitement chimique et produits d'emballage alimentaire.
• Série 2000 : Alliés au cuivre, ils offrent des niveaux de résistance élevés et sont largement utilisés dans l'industrie aérospatiale, car c'est là que les performances de qualité deviennent une nécessité.
• Série 3000 : Cette série contient du manganèse, également connu sous le nom de résistance à la corrosion expérimentale, utilisé pour les ustensiles de cuisine, les matériaux de toiture et de revêtement.
• Série 4000 : Cette série contient du silicium et convient au soudage, aux pièces automobiles, etc., où une bonne résistance à l'usure est prise en compte.
• Série 500 : La série 5000 est alliée au magnésium et offre une bonne résistance à la corrosion atmosphérique, notamment en milieu marin.
• Série 6000 : Contenant du magnésium et du silicium, il en résulte un alliage plus résistant et stable dans l'espace, utilisé principalement pour l'industrie de la construction (ponts à poutres) et les composants de châssis automobiles.
• Série 7000 : La série 7000 offre la résistance la plus élevée de toutes les séries d'aluminium et est généralement utilisée pour des applications telles que l'aérospatiale, les composants de superstructure ou les équipements sportifs.
• Série 8000 : Cette série intègre plusieurs métaux différents comme le lithium utilisés dans des applications personnalisées (par exemple, câbles électriques, feuilles de batterie, etc.).

Chaque série d'alliage a son application et l'aluminium est donc capable de répondre à un large éventail de besoins dans diverses industries.

Procédé de fabrication de l'aluminium

La production d’aluminium n’est pas facile, c’est peut-être pour cela que le processus comporte de nombreuses étapes.

• Extraction de bauxite

Au début, vous exploiterez la bauxite (la matière première utilisée pour produire de l'aluminium). La bauxite est extraite à ciel ouvert pendant son transport vers les usines de raffinage. Elle continuera donc à produire ce minerai grâce à l'oxyde d'aluminium qui est essentiel au bon déroulement des processus.

• L'aluminium est un processus de raffinage

Ici, à la raffinerie, on utilise le procédé Bayer et on transforme la bauxite en alumine, qui est de l'oxyde d'aluminium. Le minerai broyé est mélangé à de l'hydroxyde de sodium (une base) pour éliminer les impuretés, puis broyé davantage. Le produit final est connu sous le nom d'alumine purifiée.

• Procédé de fusion Hall-Héroult

Par fusion, on peut transformer l'alumine en aluminium métallique grâce au procédé Hall-Héroult. L'alumine est dissoute dans de la cryolite fondue, puis elle est électrolysée. L'aluminium est solidifié en chassant l'oxyde à l'aide d'un courant électrique.

• Alliage de surface pour applications spécifiques

Il est également possible d'améliorer la résistance de l'aluminium en y associant d'autres métaux lors de la fusion. L'aluminium traité avec du cuivre, du magnésium et du zinc par exemple est capable de répondre aux exigences des industries automobile et aérospatiale.

• Production et fabrication de paliers

Vous façonnez ensuite l'aluminium au moyen du laminage, du moulage ou extrusion. Cela permet de soulager la liaison du matériau à des fins différentes, en s'assurant qu'il est adapté aux exigences de fabrication.

C'est particulièrement utile pour comprendre le sujet et comment vous pouvez le gérer de manière plus que adéquate en fonction de ses caractéristiques en fonction du type de travail que vous effectuez.

Avantages commerciaux de l’aluminium

Voici la liste des avantages de la fabrication d’aluminium pour votre entreprise :

• Léger mais solide : En raison de sa faible densité, l'aluminium est utilisé dans les domaines où le rapport résistance/poids et la formabilité sont nécessaires, comme dans l'automobile et l'aérospatiale, entre autres. Bien qu'il soit léger, il est solide (acier à haute résistance), de sorte que les produits achetés avec ce matériau sont solides car ils sont conçus pour durer.
• Résistance à la corrosion:L'aluminium ne se corrode pas car il dépose un film d'oxyde sur sa surface. Ce matériau est particulièrement adapté pour être utilisé dans les zones où il est exposé à l'humidité ou à tout autre élément corrosif car ce matériau est très résistant à la rouille et à la corrosion, ce qui prolonge la durée de vie de ce produit.
• Haute conductivité : L'aluminium présente une bonne conductivité électrique et thermique. C'est ce qui explique en partie son attrait pour les applications électriques et thermiques où les cas d'utilisation nécessitent un transfert d'énergie aussi efficace que possible, par exemple les lignes électriques, les échangeurs de chaleur, etc.
• Recyclable: L'aluminium peut être recyclé et réutilisé sans que ses propriétés soient affectées. Le recyclage de l'aluminium est une opération relativement efficace puisqu'il ne nécessite que 5% de l'énergie nécessaire à la fabrication de matériaux vierges, favorisant ainsi la durabilité.
• Rentabilité : Pour commencer, l'aluminium peut être un peu plus cher que l'acier inoxydable, mais comme il dure plus longtemps, nécessite un façonnage minimal et est un matériau recyclable, il est donc considéré comme un matériau métallique bon marché en termes de coûts. L'incapacité à réduire les coûts de réparation et de remplacement qui peuvent être efficacement réduits par l'aluminium est un plus pour la rentabilité des entreprises.

Tous ces facteurs se sont réunis pour faire de cette option une option stratégique pour les fabricants, qui avaient pour objectif d’améliorer leur efficacité et de réduire leurs dépenses.

Les défis de l’utilisation de l’aluminium

L'aluminium est le meilleur matériau pour de nombreuses raisons, mais il présente des inconvénients que les fabricants doivent trouver comment surmonter. Le problème majeur ici est celui des besoins spécifiques en matière d'usinage. L'aluminium nécessite des outils et des équipements spéciaux pour son traitement, il posera donc également certains défis en termes de fabrication et de coût. Assurez-vous que votre installation de fabrication dispose de l'équipement nécessaire pour vous permettre d'usiner l'aluminium - et vérifiez également que toute l'équipe est familiarisée avec ce type de travail.

Deuxièmement, les structures en aluminium peuvent être plus chères au départ que l’acier ou d’autres matériaux. Le coût de l’aluminium peut être plus élevé que celui d’autres matériaux au cours de la première période, mais cela est atténué, entre autres, par le fait que le métal est extrêmement durable et nécessite rarement des réparations ou des réinstallations. La solution à ce problème est de vous assurer d’utiliser des outils et des technologies efficacement équipés pour manipuler l’aluminium. En outre, il est essentiel d’obtenir de l’aluminium à des prix aussi compétitifs grâce à la gestion de la chaîne d’approvisionnement, car cela rend également les opérations plus durables à long terme.

Conclusion

L'aluminium est l'un des métaux les plus courants dans les processus de fabrication en raison des qualités qu'il possède qui permettent l'innovation et, par conséquent, l'amélioration de la productivité. Connaître ce qu'il est, ses caractéristiques, ses alliages et la manière dont il est produit vous aidera à prendre les bonnes décisions pour que votre entreprise réussisse et génère des bénéfices. Bien qu'il existe des difficultés dans le traitement de l'aluminium, les avantages l'emportent stratégiquement sur tous ces éléments et en font un investissement judicieux pour vous assurer un succès à long terme dans le monde de la fabrication.