Aluminij je metal koji je treći po rasprostranjenosti na zemlji, a pojavljuje se u spojevima sa silicijem, kisikom i sumporom. U metaloprerađivačkoj industriji, aluminij je metal koji se najviše koristi nakon čelika.

Aluminij kao jedan od glavnih metala u današnjoj industriji

Aluminij je metal koji je treći po zastupljenosti u zemljinoj kori s postotkom od 7,3%. Međutim, dugo godina svijet nije znao za njegovo postojanje i za način njegove proizvodnje. Englez, Sir Humphrey Davy prije točno 208 godina, odnosno 1808. godine, otkrio je njegovo postojanje, a tek 1854. godine razvijeni su prvi primitivni načini dobivanja ovog važnog metala.

Tehnološki procesi kojima se aluminij proizvodi i dan danas otkriveni su tek 1886. godine, a najzaslužniji za to su Paul Herlot i Charles Hall koji su otkrili način proizvodnje pomoću elektrolize. Uz ovaj pronalazak veže se i zanimljivost da navedeni znanstvenici nisu znali za postojanje i rad drugog te su, iako na dva kraja svijeta i bez ikakvog kontakta, razvili u potpunosti identičnu metodu proizvodnje.

Tehnološki proces proizvodnje aluminija

Kao što je već prije bilo rečeno, aluminij se proizvodi pomoću Hall-Heroultovog procesa, odnosno Bayerovog postupka. Bayerov postupak se sastoji od dobivanja glinice koja se opet dobiva iz boksit. Za proizvodnju dvije tone aluminija u pravilu je potrebno četiri tone boksita.

Glinica se dodaje u kupku zajedno s kriolitom, a spuštanjem anode započinje elektroliza. Anoda se u pravilo mijenja svakih 20 dana zbog njenog pojačanog trošenja. Elektrolizom, glinica se otapa u kupki iz čega se formiraju različiti aluminijski oksi-fluoridni ioni. Prilikom toga, nastaju brojni fluoridi koji se provode kroz sustav pročišćavanja kako ne bi došlo do zagađenja atmosfere. Osim štetnih plinova koji nastaju na anodi, problem je i takozvani crveni mulj iz kojeg se dobiva aluminijev hidroksid.

Razvojem tehnoloških procesa proizvodnja aluminija je uvelike napredovala. Prve tvornice koje su proizvodile aluminij imale su ćelije sa strujom jačine 1.000 ampera, dok današnje tvornice svoje ćelije napajaju strujom od čak 500.000 ampera.

 Aluminij kao konstruktivni metal

Aluminij se danas upotrebljava u konstrukciji različitih predmeta, odnosno dijelova. Razlog svekolike primjene ovog metala jest njegova otpornost prema koroziji, jačina te mala masa. Iz tog razloga su neki dijelovi u automobilima i avionima napravljeni baš iz aluminija. Neki od ostalih primjena, odnosno predmeta izrađenih od aluminija su:

• Aluminijske šipke – koriste se najčešće u građevinarstvu
• Aluminijski limovi – koriste se u građevinarstvu, strojarstvu, proizvodnju posuđa, elektrotehnici, prehrambena industrija
• Ostali aluminijski profili – koriste se za izradu okvira za npr. stolove
• Aluminijske legure – imaju različitu primjenu, od brodogradnje pa do izrade predmeta

 Svojstva aluminija

Kao što je već prije bilo rečeno, aluminij svoju primjenu nalazi u brojnim industrijama zahvaljujući svojim svojstvima među kojima su najvažnija:

• Skoro tri puta lakši od čelika
• Dobra istezljivost i čvrstoća
• Odlična svojstva pri niskim temperaturama
• 13 puta veća toplinska vodljivost u odnosu na inox
• Ne posjeduje magnetska svojstva
• Dobro je obradiv
• Odlična otpornost na vanjske utjecaje
• Odlična vodljivost električne struje

Obrada aluminija

Aluminij se zbog svojih svojstava koja su prethodno navedena vrlo lako i jednostavno obrađuje. Međutim, prilikom obrade valja pripaziti na zagrijavanje aluminija, a to se prvenstveno odnosi na zavarivanje, odnosno brušenje. Zagrijavanjem, aluminij se može deformirati, odnosno prilikom zavarivanja razvojem visoke temperature može se pojaviti porozni var. Što se pak tiče najčešćih metoda zavarivanja aluminija koriste se TIG, MIG odnosno elektrolučno zavarivanje.

Prilikom brušenja aluminija valja biti vrlo oprezan jer se može dogoditi to da pri visokom broju okretaja brusilice aluminij postane gnjecav. Ako se želi postići visok sjaj, aluminij treba brusiti u više ciklusa različitim brusnim pločama uz različit pritisak na površinu.

Jedan od načina obrade aluminija jest i eloksiranje, odnosno namjerno oksidiranje aluminija kako bi on ostao zaštićen o vanjskih utjecaja ili poprimio određenu boju. Eloksiranje se najčešće provodi u lužnatoj kupci procesom elektrolize.

Lasersko rezanje aluminija

Gotovo svi metali imaju reflektivno svojstvo, a što je posebno slučaj s aluminijem. Reflektivno svojstvo aluminija može uzrokovati uništenje, odnosno oštećenje samog lasera pomoću kojeg se vrši obrada rezanjem. Međutim, što je to zapravo refleksija? Refleksija je svojstvo metala, i materijala općenito, koje uzrokuje odbijanje snopa (npr. svjetlosti) natrag prema izvoru, što u slučaju laserskog rezanja znači reflektiranje laserske zrake u optičke dijelove uređaja za lasersko rezanje.

Zbog refleksivnog svojstva aluminija, na aluminij se prije rezanja nanosi sloj sredstva koje sprečava refleksiju. Međutim, to nije dovoljno jer refleksija ne dolazi samo s površine aluminijskog lima već i s topljenog aluminija koji nastaje kao neizbježan produkt rezanja. Iz tog razloga, prilikom rezanja aluminija, potrebno je podesiti parametre rezanja, čime se refleksija smanjuje na minimum ili se u potpunosti otklanja.

Većina današnjih laserskih rezača posjeduje sustav koji je posebno namijenjen rezanju aluminija, a koji prati parametre rezanja i nakon pojave moguće kritične refleksije isključuje lasersku zraku i tako sprečava moguću štetu.