آلومینیوم فلزی شگفت‌انگیز است، فلزی که تقریباً در هر صنعتی تأثیر فوق‌العاده‌ای داشته‌ است. این فلز به عنوان بهترین ماده انتخابی برای بسیاری از صنایع از جمله حمل و نقل در نظر گرفته می‌شود. برای چندین دهه، کاربرد آلومینیوم در صنعت حمل و نقل به‌طور فزاینده‌ای در هواپیما، وسایل نقلیه، کشتی ها و جنبه‌های دیگر صنعت برجسته شده‌است. این امر به دلیل استحکام بالا، چگالی کم و سایر خواص مفید آن است. در این مقاله، به بررسی کاربرد آلومینیوم در صنعت حمل و نقل و چگونگی پیشرفت این صنایع در حضور آلومینیوم می‌پردازیم. به منظور اطلاع از قیمت شمش آلومینیوم به این لینک مراجعه نمایید.

کاربرد آلومینیوم در صنعت حمل و نقل چیست؟

بازار حمل و نقل به پنج بخش خودروشخصی، حمل و نقل عمومی، دریایی ، هوایی و ریلی تقسیم می‌شود. صرفه‌جویی در انرژی و قابلیت بازیافت بی نظیر منجر به افزایش استفاده از این فلز در این بخش‌ها شده‌ است.

کاربرد آلومینیوم در صنعت خودروسازی

یک فرد معمولی ممکن است از دانستن مقدار آلومینیوم در ماشین و کامیون خود شگفت‌زده شود. به این دلیل که وقتی اکثر مردم به آلومینیوم فکر می‌کنند، اولین چیزی که به ذهن آنها می‌آید قوطی‌های نوشیدنی یا فویل آلومینیومی است که هر دو بسیار سبک هستند و خرد کردن آنها آسان است. به نظر نمی‌رسد که این نوع فلز، ماده ای باشد که می‌خواهید وسیله نقلیه شما از آن ساخته‌شود. اما حقیقت این است که همان ویژگی‌هایی که آلومینیوم را برای قوطی‌ها مناسب می‌کند، باعث می شود برای حمل و نقل مدرن نیز راه حل ایدئآلی باشد‌.

در پنج دهه اخیر، آلومینیوم به طور فزاینده ای در ساخت خودروهای شخصی مورد استفاده قرار گرفته است. در ابتدا از آلومینیوم اکسترود شده فقط به صورت بدنه خودرو استفاده می‌شد. با این حال، با گذشت زمان مهندسان آلیاژها و محصولات آلومینیوم جدیدی را کشف کردند که منجر به استفاده از آنها در شاسی، مکانیزم‌ها و سایر ساختار‌های یک خودرو شد. 

آلومینیوم به دلیل برخورداری از خواصی همچون نسبت استحکام به وزن بالا و دوام خوب، در صنایع خودروسازی مورد توجه قرار دارد. با این حال، خواص دیگری نیز به آن برتری می بخشند. به عنوان مثال، در جذب ضربه خوب است و میزان جذب ضربه آن دو برابر موثرتر از فولاد است. این توانایی برای جذب ضربه، آن را به یک ماده محبوب برای ضربه‌گیرها و تعلیق تبدیل می‌کند. یکی دیگر از مزایای آلومینیوم ایمنی آن است. هنگامی که قاب‌های آلومینیومی تغییر شکل می‌دهند، تغییر شکل در ناحیه ضربه باقی می ماند، در حالی که بقیه قاب شکل خود را حفظ می‌کند. این امر در افزایش ایمنی سرنشینان داخل وسیله نقلیه موثر است.

امروزه بسیاری از خودروها از مقدار قابل توجهی آلومینیوم ساخته می‌شوند. بیش از ۲۰ درصد خودروهای اروپایی دارای کاپوت و سپر آلومینیومی هستند. برخی از فریم‌های خودرو به طور کامل از میله‌ها و ورق‌های آلومینیومی ساخته شده‌اند. چندین وسیله نقلیه با کارایی بالا مانند ماشین اسپرت فراری نیز با استفاده از فریم‌ها و قطعات آلومینیومی تولید می‌شوند. برای مطالعه بیشتر، مقاله آلومینیوم و صنعت خودرو را بخوانید.

کاربرد آلومینیوم در وسایل نقلیه تجاری

وسایل نقلیه سنگین یا تجاری از وزن سبک آلومینیوم سود زیادی می برند. کامیون‌ها، تریلرها و تانکرها همگی نیازهای وزن حساسی دارند و دائماً به دنبال راه‌هایی برای بهبود قابلیت‌های حمل و نقل و بهره وری سوخت خود هستند. روبنای اکثر تانکرها و نیمه تریلرها از آلومینیوم ساخته شده است. آلومینیوم همچنین معمولاً برای ون‌های تجاری، کابین‌ها و سیستم‌های خود تخلیه کننده کامیون‌ها استفاده می شود.

هنگام محاسبه اجزای آلومینیومی یک تریلر کامیون معمولی، استفاده از این فلز می تواند وزن محصول نهایی را تا ۲۰۰۰ کیلوگرم کاهش دهد. با این مزیت وزنی، کامیون‌ها می توانند بارهای سنگین تری را بدون تجاوز از حد تعیین شده حمل کنند. وزن سبک تر خودرو همچنین ظرفیت بار را افزایش می دهد که هر سفر را کارآمدتر می کند.

کاربرد آلومینیوم در صنعت هواپیمایی

همانطور که آلومینیوم به دلیل برخورداری از ترکیبی از استحکام بالا و وزن سبک برای خودروها و کامیون‌ها ایده آل است، یک ماده ضروری برای ساخت هواپیما نیز هست. اغراق نیست اگر بگوییم سفر هوایی مدرن بدون عرضه ارزان و ثابت آلومینیوم امکان پذیر نخواهد بود. آلومینیوم و سفر هوایی به قدری با هم پیش می‌روند که آلومینیوم در کشتی‌های هوایی زپلین در اواخر دهه ۱۸۰۰، بسیار قبل از اختراع اولین هواپیما، مورد استفاده قرار گرفت.

بعدها از دورالومین، آلیاژ آلومینیوم، برای جایگزینی مواد سنگین تر در بدنه هواپیما استفاده شد. با گذشت زمان، آلیاژهای سبک تر و بادوام تر ساخته شدند. این به مهندسان هوانوردی اجازه داد تا هواپیماها را از ورقه‌های آلومینیومی و اکستروژن بسازند که توسط پرچ‌های آلومینیومی در کنار هم نگه داشته می‌شوند.

این فلز در حال حاضر یک ماده تولیدی کلیدی در حمل و نقل هوایی است، به گونه‌ای که ۸۰ درصد از تمام اجزای مدرن از آلومینیوم ساخته شده‌اند. این فلز به طراحان هواپیما اجازه می‌دهد تا به مهمترین هدف خود یعنی ساخت هواپیماهای تا حد امکان سبک، برخورداری از حداکثر ظرفیت وزنی و افزایش راندمان سوخت، برسند. به عنوان یک مزیت، آلیاژهای آلومینیوم نیز بهتر از سایر فلزات در برابر زنگ زدگی و خوردگی مقاومت می‌کنند که باعث افزایش طول عمر هواپیما می‌شود.

آلومینیوم تقریباً در همه جا در هواپیماهای مدرن یافت می‌شود. در تزئینات، پرچ‌ها، بدنه، بال‌ها، سکان، چارچوب صندلی‌ها، درها، شیلنگ‌های سوخت‌گیری، لوله‌های اگزوز، ستون‌های کابین، ابزار کابین خلبان، توربین‌های موتور و بسیاری از بخش‌های دیگر هواپیما از آلومینیوم و آلیاژهای آلومینیوم استفاده شده است.

کاربرد آلومینیوم در صنعت حمل و نقل ریلی

واگن‌های قطار از فلزاتی سبک و مقاوم در برابر حرارت بهره می‌برند که به آنها امکان می‌دهد هزینه‌های جاری را کاهش دهند و در عین حال شتاب را بهبود بخشند. با توسعه فرآیندهای تولید، سازه ها و قطعات آلومینیومی به طور فزاینده‌ای توسط صنعت راه آهن مورد استفاده قرار گرفتند. امروزه قطارها از آلیاژهای محکم تر و سبک تر و تکنیک‌های اکستروژن تصفیه شده استفاده می‌کنند.

امروزه هنوز از قطارها برای حمل و نقل مواد گرانبها نیز استفاده می شود و تولیدکنندگان آلومینیوم به آنها کمک می‌کند تا با افزایش کارایی، این کار را انجام دهند. اکنون خودروهای تانکر در برابر خوردگی و رطوبت مقاوم‌تر هستند و به واگن‌های باری اجازه می‌دهند مواد شیمیایی و مواد معدنی حساس را در سراسر کشور حمل کنند. آنها همچنین بسیار سبک تر از اتومبیل‌های ساخته شده از فلزات دیگر هستند. این به خودرو امکان می‌دهد محموله بیشتری را حمل کند و در نتیجه سرمایه‌گذاری سریع‌تری برای شرکت باربری به همراه دارد.

در راه‌آهن‌های حومه‌ای، این واگن‌ها نیاز به توقف‌های مکرر دارند و زمان برای این قطارها ضروری است. با وزن سبکتر، صرفه‌جویی قابل توجهی در زمان حاصل می‌شود، زیرا کاهش سرعت و شتاب در هر توقف زمان کمتری می‌برد. علاوه بر این، ساخت قطعات آلومینیومی آسان‌تر و ارزان‌تر است و به قطعات کمتری نسبت به خودروهای فولادی نیاز دارند. امروزه متروهای آلومینیومی در بسیاری از کشورها یافت می‌شوند. معروف‌ترین آنها قطارهای Shinkansen Bullet ژاپن، LRC کانادا، و TGV Duplex فرانسه هستند که همگی از آلیاژ آلومینیوم ساخته شده‌اند.

کاربرد آلومینیوم در کشتی سازی

امروزه اکثر کشتی‌های در حال خدمت دارای سازه‌ها و روبناهایی هستند که حاوی مقدار قابل توجهی صفحات آلومینیومی، لوله‌ها، میله‌ها و سایر اجزاء هستند. به عنوان مثال، تقریباً هر قایق تفریحی تولید شده در ده سال گذشته دارای بدنه آلومینیومی است، در حالی که روبنای کشتی‌های کروز بیشتر از این فلز ساخته شده است.

کشتی‌ها از سبکی، استحکام و یکی از ضروری‌ترین خواص برای محیط‌های دریایی یعنی مقاومت در برابر خوردگی استفاده می‌کنند. این کیفیت آلومینیوم به طور قابل توجهی هزینه‌های تعمیر و نگهداری را کاهش می‌دهد، در حالی که به طور همزمان تضمین می‌کند که هر کشتی نسبت به کشتی‌های ساخته‌شده از فولاد از مصرف سوخت کارآمدتر و سریعتر برخوردار است.

از نوع خاصی از آلومینیوم برای کشتی‌ها استفاده می‌شود که به آن آلومینیوم دریایی می‌گویند. این یک اصطلاح کلی است که به آلیاژهای آلومینیوم-منیزیم خاصی اشاره دارد که به دلیل مقاومت فوق‌العاده‌ آنها در محیط‌های پر نمک استفاده می‌شوند. این آلیاژهای آلومینیوم حدود ۱۰۰ برابر کمتر از فولاد در معرض خوردگی هستند.

روش دیگری که صنعت کشتی‌سازی از آلومینیوم سود می‌برد این است که محصولات آلومینیومی به راحتی جوش داده می‌شوند. این امر به کاهش هزینه‌های هدر رفت مواد و نیروی کار کمک می‌کند. آلومینیوم همچنین همه کاره است و می‌تواند به اشکال مختلف از طریق نورد سرد، نورد گرم و فرآیندهای اکستروژن ارائه شود. محصولات آلومینیومی متداول مورد استفاده در کشتی سازی شامل انواع ورق‌ها، اسلب‌، میله‌، لوله‌ و قطعات مخصوص دیگر می شوند.

مزایای کاربرد آلومینیوم در صنعت حمل و نقل

از زمانی که این فلز برای اولین بار در اوایل قرن بیستم تجاری شد، بر شیوه زندگی، کار، غذا خوردن و سفر مردم تاثیر گذاشته است. آنقدر محبوب شده است که ممکن است فکر کنید ما در خطر کمبود خواهیم بود. آلومینیوم نه تنها فراوان ترین فلز در پوسته زمین است، بلکه ۱۰۰ درصد قابل بازیافت است، به این معنی که مقدار زیادی از این ماده شگفت انگیز در دسترس است. برای اطلاع کامل از اینکه بیشترین مصرف آلومینیوم در چه صنایعی است ، به این لینک مراجعه نمایید.

با توجه بیشتر به تغییرات اقلیمی و افزایش سطح گازهای گلخانه ای، صنعت حمل و نقل به دلیل تأثیر بر گرمایش جهانی، با نظارت بیشتری روبرو است. به همین دلیل است که تولید کنندگان به دنبال راه حل های کارآمد و تمیز و سبک وزن‌تر برای پایدارتر کردن حمل و نقل هستند. خلاصه ای از مزایای کاربرد آلومینیوم در صنعت حمل و نقل به شرح زیر است:

• استحکام بالا
• وزن سبک
• مقاومت در برابر خوردگی بسیارخوب
• قابلیت بازیافت
• دوام و پایداری
• انعطاف پذیری مناسب

دلایل کاربرد آلومینیوم در صنایع مختلف

آلومینیوم کلید ارائه راه حل برای چالش های پیش روی بخش حمل و نقل است. تأثیرات زیست محیطی و صنعتی مطلوب این فلز عبارت‌اند از:

• استفاده از آن به معنای مصرف سوخت کمتر
• کاهش انتشار گازهای گلخانه ای
• کاهش تقاضا برای مواد خام است زیرا بخش بالایی از محصولات پایان عمر بازیافت می‌شوند.
• استفاده از آن منجر به افزایش ایمنی و راحتی(جرم کمتر به معنای زمان کوتاه‌تر ترمز)
• از نظر اقتصادی مقرون به‌صرفه است.

جمع بندی

آلومینیوم با توجه به ویژگی‌های مانند وزن سبک، استحکام بسیارخوب، دوام مناسب، مقاومت در برابر خوردگی عالی و…  در اکثر صنایع استفاده می‌شود. یکی از این صنایع مهم که به وفور از فلز آلومینوم استفاده می‌کند صنعت حمل و نقل شامل خودروسازی، حمل و نقل ریلی، هوایی و دریایی است.