Alumiini on materiaali, johon suunnittelija tarttuu, kun painolla on väliä, ja päätöksen takana oleva luku on tiheys: 2,70 g/cm³ puhtaalle alumiinille vastaan 7,85 g/cm³ teräkselle ja 8,96 g/cm³ kuparille. Noin kolmannes teräksestä, tilavuus tilavuudelta – mutta vain jos osa on suunniteltu siihen, sillä alumiinilla on myös kolmannes jäykkyydestä.
Mikä on alumiinin tiheys?
Puhtaan alumiinin tiheys huoneenlämmössä on 2,70 g/cm³ (2 700 kg/m³). Kaupalliset seokset ovat noin 2,63–2,85 g/cm³: 5052 on 2,68, 6061 on 2,70, 3003 on 2,73 ja 7075 on 2,81. Osan paino saadaan kertomalla tilavuus cm³:nä tiheydellä: 1 000 cm³:n aihio 6061:tä painaa 2,70 kg ja sama teräksestä 7,85 kg. Tiheys muuttuu hieman lämpötilan ja tilan mukaan, muttei niin paljon, että sillä olisi merkitystä osan painolle tai rahdille.
Piirustuksissa näkyvien seosten tiheys
| Materiaali | Tiheys (g/cm³) | kg/m³ | Teräkseen verrattuna |
|---|---|---|---|
| Alumiini 1050 (puhdas) | 2,70 | 2 700 | 34 % |
| Alumiini 3003 | 2,73 | 2 730 | 35 % |
| Alumiini 5052 | 2,68 | 2 680 | 34 % |
| Alumiini 6061 | 2,70 | 2 700 | 34 % |
| Alumiini 6082 | 2,70 | 2 700 | 34 % |
| Alumiini 7075 | 2,81 | 2 810 | 36 % |
| Teräs (hiili, DC01) | 7,85 | 7 850 | 100 % |
| Ruostumaton 304 | 8,00 | 8 000 | 102 % |
| Kupari C11000 | 8,96 | 8 960 | 114 % |
| Messinki (CuZn37) | 8,44 | 8 440 | 108 % |
Tiheydestä osan painoksi
Paino on tilavuus kertaa tiheys, ja stanssatulle tai vedetylle osalle tilavuus tulee aihiosta, ei valmiista geometriasta: levyn paksuus kertaa kehitetty pinta-ala miinus leikattu hukka. Siksi materiaalin käyttö ja paino ovat sama keskustelu. Vedetylle kotelolle kannattaa laskea aihiosta, koska seinä ohenee ja laippa paksuuntuu.
Mitä alumiinin tiheys antaa ja mitä ei
- Paino: kyllä – kolmannes massasta samalla tilavuudella.
- Jäykkyys: ei – kimmokerroin on noin kolmannes teräksen vastaavasta.
- Kuljetus ja pakkaus – kevyempi osa on halvempi lähettää.
- Kilohinta – alumiini on kalliimpaa kilolta kuin teräs, joten säästö tulee painosta tai korroosiokestävyydestä.
Yleiset muunnokset
| Yksikkö | Alumiini | Teräs |
|---|---|---|
| g/cm³ | 2,70 | 7,85 |
| kg/m³ | 2 700 | 7 850 |
| kg per m² 1 mm:nä | 2,70 | 7,85 |
Ydinkohta
Käytä 2,70 g/cm³ alumiiniseoksille ensimmäisessä painolaskelmassa, 2,68 5052:lle ja 2,81 7075:lle, sekä 8,96, 8,44 ja 7,85 kuparille, messingille ja teräkselle. Laske vedetyille osille aihiosta.
Usein kysytyt kysymykset
Mikä on alumiinin tiheys kg/m3?
2 700 kg/m³ puhtaalle alumiinille. Kaupalliset seokset noin 2 630–2 850 kg/m³.
Onko alumiini kevyempää kuin teräs?
Kyllä, tilavuudeltaan: 2,70 vastaan 7,85 g/cm³, siis noin kolmannes painosta.
Mikä on alumiinin 6061 tiheys?
2,70 g/cm³, käytännössä sama kuin puhdas alumiini painolaskelmissa.
Mikä on kuparin tiheys?
8,96 g/cm³ puhtaalle kuparille C11000, noin 3,3 kertaa alumiinin tiheys.
Standardit ja lähteet
- SFS-EN 573-3 – Alumiini ja alumiiniseokset: kemiallinen koostumus ja tuotemuoto.
- ASTM B209 – Standard Specification for Aluminum and Aluminum-Alloy Sheet and Plate.
- SFS-EN 10088-1 – Ruostumattomat teräkset (vertailuun).
- SFS-EN 10025-2 – Kuumavalssatut rakenneterästuotteet.
Tiheysarvot ovat materiaalivakioita huoneenlämmössä (20 °C); seosaineet siirtävät niitä muutaman prosentin.