Valget mellem aluminium og stål afhænger af flere ting, når bl.a. bygherrer og kunstruktører skal bygge. Det afhænger af krav til vægt, styrke, miljø og økonomi. Derfor bør konstruktører og indkøbere vælge ud fra opgaven og ikke ud fra en fast regel om ét bedste materiale.
Når en konstruktion skal projekteres og bygges, får materialevalget betydning for funktion, levetid og ikke mindst den samlet økonomi. Aluminium og stål er begge centrale materialer i industri, byggeri og tekniske løsninger, men de egner sig bedst til forskellige krav. Derfor bør man først afklare nogle konkrete krav om belastning, vægt, miljø, bearbejdning og vedligehold, før indkøbet låses fast.
Alutrade er en nordisk producent af specialprofiler, som bl.a. leverer strangpressede aluminiumprofiler til virksomheder, der arbejder med kundetilpassede komponenter og tekniske profilsystemer. Og netop ved profiler, rammer, kabinetter og modulære løsninger kan forskellen mellem aluminium og stål blive ret tydelig.
Men hvordan? Og hvorfor? Det dykker vi nærmere ned i og undersøger i denne artikel.
Vægt kan ændre hele konstruktionen
Aluminium har en densitet på cirka 2700 kilo pr. kubikmeter, mens almindeligt konstruktionsstål typisk ligger omkring 7850 kilo pr. kubikmeter. Aluminium vejer altså omtrent en tredjedel af stål, hvilket kan være en fordel i f.eks. transportudstyr, maskinafskærmninger, adgangsramper, stativer og løsninger, der skal monteres eller flyttes ofte.
Stål kan til gengæld være fornuftigt, når vægt bidrager til stabilitet. I f.eks. maskinrammer, fundamenter, søjler og tunge baser kan massen give ro i konstruktionen, og derfor er lav vægt ikke altid det rigtige mål i sig selv.
Hvorfor form og styrke hænger sammen
Stål er ofte stærkest i absolutte tal og bruges derfor bredt til bl.a. bjælker, broer, kraner, produktionsanlæg og andre konstruktioner med store belastninger. Materialet findes i mange kvaliteter, og det gør det ret så nemt at vælge efter krav til styrke, sejhed, svejsbarhed og dokumentation.
Aluminium har derimod lavere elasticitetsmodul end stål, men et stærkt forhold mellem styrke og vægt. Hvis profilen udformes med bl.a. ribber, hulrum og optimerede tværsnit, kan man skabe lette og formet konstruktioner, hvor formen faktisk gør en stor del af selve arbejdet.
Korrision afhænger af miljøet
Aluminium danner naturligt et tyndt oxidlag, som beskytter overfladen, og derfor klarer materialet sig ofte godt i mange udendørs miljøer. Med f.eks. pulverlakering kan overfladen yderligere tilpasses, så både udseende og holdbarhed passer til produktets anvendelse.
Stål kan også fungere rigtig godt udendørs, men kræver ofte overfladebeskyttelse som f.eks. varmforzinkning, maling eller anden behandling. Rustfrit stål er en mulighed ved højere krav til bestandighed, men det påvirker selvfølgelig også pris og bearbejdning.
Bearbejdning giver forskellige muligheder
Stål er stærkt i klassiske processer som f.eks. svejsning, bukning, laserskæring, valsning og maskinbearbejdning. Mange værksteder kender materialet godt, og det kan gøre produktion, montage og reparation enkel, især når der arbejdes med sådan noget som plader, rør, bjælker og svejste rammer.
Aluminium er særligt interessant ved strangpresning, hvor materialet formes gennem et værktøj og får et bestemt tværsnit. Her kan f.eks. spor, kanaler, skruegange, køleflader og montagedetaljer bygges direkte ind i profilen, så én specialprofil kan erstatte flere enkeltdele og give en mere enkel montage.
Pris handler om totaløkonomi
Kiloprisen på aluminium er ofte højere end på almindeligt stål, og derfor kan stål umiddelbart se billigst ud. Men fordi aluminium vejer mindre, kan materialeforbruget i kilo falde, transporten blive lettere, montagen gå hurtigere og behovet for korrosionsbeskyttelse være mindre i visse miljøer.
Stål er derimod meget konkurrencedygtigt, når konstruktionen er tung, enkel og standardiseret. Hvis der allerede findes standardprofiler, svejsefiksturer og kendte beregningsmodeller, kan stål give en stærk totaløkonomi. Derfor bør man regne på råvare, værktøj, bearbejdning, montage, vedligehold og levetid samlet.
Genanvendelse fylder mere i materialevalget
Både aluminium og stål kan genanvendes i stor skala, hvilket gør dem relevante i projekter, hvor dokumentation og ressourceforbrug fylder mere.
International Aluminium Institute oplyser, at genanvendt aluminium kan spare omkring 95,5% af energien sammenlignet med primær produktion, og World Steel Association beskriver stål som et af verdens mest genanvendte materialer.
For indkøbere giver det mening at spørge efter noget som legering, sporbarhed, genanvendt indhold og muligheder for adskillelse. Det er nemlig ikke kun materialet, men også samlinger, overflader og produktdesign, der afgør, hvor nemt komponenten kan indgå i en cirkulær proces senere.
Valget bliver tydeligt i praksis
I en let maskinafskærmning kan aluminium være oplagt, fordi lav vægt, profiler med integrerede spor og en pæn overflade gør løsningen fleksibel. Hvis samme konstruktion skal tåle f.eks. tunge slag, høj varme eller store punktbelastninger, kan stål være det mest robuste valg.
Ved tekniske kabinetter til elektronik kan aluminium give mening, især hvis profilen også skal fungere som køleflade. Til bærende platforme, søjler og tunge industrirammer vil stål ofte være det naturlige udgangspunkt, fordi materialet kan kontrueres sikkert efter kendte normer.
I sådan noget som transportudstyr, mobile rammer og specialkøretøjer kan aluminium give lavere vægt og lettere håndtering. I stationære fundamenter, maskinborde og værktøjsrammer kan stål være meget relevant, fordi massen og stivheden passer godt til opgaven.
