Grazie alle proprietà uniche dei suoi materiali,Ugello in alluminiopresenta vantaggi significativi in scenari applicativi specifici. Di seguito un'analisi sistematica delle sue caratteristiche e dei tipici ambiti applicativi:
Design leggero: la densità dell'alluminio (circa 2,7 g/cm³) è significativamente inferiore a quella dell'acciaio inossidabile (circa 8 g/cm³), il che può ridurre notevolmente il peso complessivo dell'apparecchiatura ed è adatto per settori sensibili al peso come l'aviazione e le automobili.
Eccellente conduttività termica: la conduttività termica dell'alluminio è di 237 W/m·K, che è di gran lunga superiore a quella dell'acciaio inossidabile (circa 15 W/m·K). È adatto per scenari che richiedono una rapida dissipazione del calore, come ugelli di raffreddamento di apparecchiature elettroniche o sistemi di iniezione di motori a combustione interna.
Economia di lavorazione: l'alluminio ha un'eccellente duttilità (allungamento di circa il 10-30%) e può elaborare strutture complesse di canali di flusso a basso costo, il che è particolarmente adatto per esigenze personalizzate di spruzzatura di precisione a basso flusso.
Resistenza agli agenti atmosferici ambientali: il film di ossido di Al₂O₃ formato naturalmente può resistere alla corrosione atmosferica con un'umidità relativa dell'80%, ma l'intervallo di tolleranza del pH è limitato (si consiglia pH 4,5-8,5). Il trattamento della superficie è necessario in ambienti contenenti ioni cloruro (come l'acqua di mare).
Limitazioni di temperatura: il limite superiore della temperatura operativa è limitato dalla temperatura della soluzione solida della lega di alluminio 6061 (circa 530 ℃). Si consiglia una temperatura inferiore a 200 ℃ per un uso a lungo termine e una temperatura di 300 ℃ per un uso a breve termine.
Produzione automobilistica:Ugello in alluminiopuò essere utilizzato per gli ugelli di atomizzazione del carburante nei sistemi di iniezione diretta. La durezza superficiale viene aumentata a 60 HB attraverso il trattamento termico T6 (tempra a 530 ℃ + invecchiamento artificiale) per soddisfare il requisito di pressione di iniezione di 20 MPa.
Sistema di raffreddamento di precisione: nella fornitura di fluido da taglio per macchine utensili CNC, viene utilizzato un ugello in alluminio trattato anodizzato (spessore della pellicola 10-25μm) per ottenere una finitura superficiale di Ra 0,8μm e garantire una distribuzione uniforme di goccioline di diametro 0,1-0,3 mm.
Attrezzature per la protezione delle piante agricole: il leggero sistema di irrorazione con droni utilizza un ugello in alluminio 7075, con un carico di snervamento di 503 MPa e un angolo di spruzzo a ventaglio (80°-110°) per ottenere un controllo del flusso di 6-8 L/min.
Tecnologia di supporto alla stampa 3D: l'ugello AlSi10Mg formato mediante fusione laser selettiva (SLM) viene utilizzato per la diffusione della polvere di stampanti metalliche, resistendo alla temperatura del letto di preriscaldamento di 300°C, porosità <0,5%.
Attrezzature di emergenza antincendio: il sistema di schiuma ad aria ad alta pressione (CAFS) utilizza 6061-T6ugelli in alluminioper ottenere multipli di espansione della schiuma di 0,3-0,7 ed un campo di pressione di esercizio di 8-12 bar.
Rafforzamento della superficie: il trattamento di ossidazione a microarco può generare uno strato ceramico da 50-200μm con una durezza di 1500 HV e una resistenza al test in nebbia salina di 1000 ore; Processo composito: ugello composito in carburo di silicio a base di alluminio (SiC 20%), il coefficiente di espansione termica è ridotto a 15×10⁻⁶/℃, adatto alle condizioni del ciclo termico; Design digitale: l'ottimizzazione del canale di flusso basata sulla simulazione CFD aumenta il valore del coefficiente di flusso Cv a 0,98, ovvero il 15% in più rispetto al design tradizionale.
In condizioni di temperatura media <150℃, assenza di acidi forti (pH>4) o alcali forti (pH<9) e pressione di esercizio <25 MPa, l'ugello in alluminio raggiunge il miglior equilibrio tra costo (30-40% inferiore rispetto all'acciaio inossidabile) e prestazioni. Per scenari con requisiti tecnici più elevati, si consiglia di utilizzare la lega 7075-T6 o una soluzione di modifica della superficie.
