アルミニウムが現代彫刻に適している理由
アルミニウムは、通常彫刻に十分な剛性を持ちながら鋼鉄の 3 分の 1 の密度を持ち、鏡面光沢陽極酸化処理から平らなマットなパウダー コートまで、幅広い表面処理が必要です。{0}その特有の強度により、大きな製造体積を適度な吊り上げ装置で移動したり設置したりすることができ、合金ファミリーが正しく選択されていれば、酸化層により屋外環境で有用な耐食性が得られます。
トレードオフは、アルミニウムの線熱膨張係数が約 23 x 10 であることです。-6ケルビンあたり、鋼鉄の約 2 倍です。混合メディア作品では、この不一致は素材によって吸収されるのではなく、接合部の設計で調整される必要があります。-
製造のための合金と質の選択
スタジオは通常、よく特徴付けられた小規模なグレードのセットに基づいて作業を行います。-以下の表に実際のマッピングを示します。
| 材料 | 状態 | 成形性 | 典型的なアート用途 |
|---|---|---|---|
| 1100または1050 | H14, O | 素晴らしい | 深く形成された-パネル、手作業で加工された-シート |
| 3003 | H14 | とても良い | パネル工事全般、看板、裏板 |
| 5052 | H32 | 良い | 屋外パネル、溶接構造物、海洋暴露 |
| 5083 | O, H111 | 適度 | 大型の溶接フレームとアーマチュア |
| 6061 | T6 | 限定 | 機械加工された要素、構造ブラケット、チューブ |
| A356 (AlSi7Mg) | T6 | 鋳造 | 鋳造彫刻ボリュームと複雑な形状 |
6061 などの熱処理可能なグレードは、溶体化処理と人工時効処理を通じてより高い強度に達しますが、T6 状態で強く曲げると亀裂が発生するため、厚さの少なくとも 2 ～ 3 倍の曲げ半径が妥当な開始ルールです。{0}} 5052 や 5083 などの非-熱処理-グレードは、より容易に形成され、溶接部での特性がはるかによく保持されます。
溶接、成形、組立実習
ガスタングステンアーク溶接は、継ぎ目を目に見えるようにするための標準的な方法です。より高いフィレット強度が必要な場合には 5356 フィラーが使用され、より優れた耐亀裂性とより寛容な溶接池が望まれる場合には 4043 フィラーが使用されます。自然酸化膜はすぐに再形成され、多孔性が閉じ込められるため、表面酸化物を機械的に除去し、短い作業時間内で接合を完成させる必要があります。
シートは、湾曲したパネルの場合はイングリッシュホイールやショットバッグを介して手作業で成形することも、折り曲げ加工品の場合はプレスブレーキで成形することもできます。ウォータージェット切断は、熱の影響を受けるゾーンを完全に回避し、レーザー切断エッジによってコーティングが透けて見える再鋳造層が残る可能性があるため、厚板や陽極酸化処理される部品に適しています。-
陽極酸化処理、コーティングおよび表面設計
陽極酸化処理は、アルミニウムのアートワークに使用できる最も耐久性のある仕上げです。 II 型硫酸陽極酸化処理は、装飾用に 5 ～ 10 マイクロメートルの範囲の透明または染色されたフィルムを生成します。一方、25 ～ 50 マイクロメートルのタイプ III 硬質陽極酸化皮膜は、頻繁に触れたり掃除したりする場所に、より硬く耐摩耗性の高い表面を与えます。-鋳物は注意して陽極酸化処理する必要があります。AlSi7Mg 合金内のシリコンが豊富な相は皮膜を暗くする可能性があるため、最初のサンプルを作成することをお勧めします。-
色の一貫性が重要な場合には粉体塗装が使用され、作品が屋外に常設される場合には屋外建築グレードのコーティングが適用されます。機械仕上げ、ブラッシュグレイン、サンドブラスト、鏡面研磨はすべて実行可能ですが、後の修理で一致するようにグレインの方向と深さを記録する必要があります。
屋外耐久性と混合メディアのディテール-
恒久的な屋外作業の場合、マグネシウム含有量が沿岸大気中での孔食に強いため、5052 および 5083 が最も安全なシートの選択肢となります。アルミニウムはステンレス鋼やほとんどの構造用鋼に対して陽極酸化反応を示すため、異種金属間の直接接触により、特に湿った状態では接合部でのガルバニック攻撃が促進されます。絶縁ワッシャー、絶縁ガスケット、および塗装されたインターフェースは、製造中に無視できるコストでこの問題に対処し、後で修正するのは困難です。
留め具用に部品に穴を開ける場合、少なくとも 2 つの穴直径のエッジ距離とバリ取りされた穴により、風荷重による応力集中による亀裂の伝播が防止されます。
よくある質問
Q:屋外彫刻に最適なアルミニウム合金はどれですか?
A: 5052 または 5083 シートが通常の答えです。これは、マグネシウムの添加により海岸や都市の大気中での孔食が発生しにくく、両方のグレードがよく溶接されるためです。
Q:アルミニウムを熱処理後に曲げることはできますか?
A: T6 調質の 6061 などのグレードは、急激に曲げてはいけません。厚さの 2 ～ 3 倍の最小曲げ半径が実際の作業限界であり、より厚い部分は時効前に機械加工または成形する必要があります。
Q:アートワークに 6061 を溶接する場合、どのフィラーが使用されますか?
A: 4043 と 5356 の両方が使用されます。5356 はフィレット強度を高めるために選択され、4043 は耐亀裂性とより滑らかな溶接ビードが優先される場合に選択されます。
Q:陽極酸化処理の厚さは外観と耐久性にどのように影響しますか?
A: 5 ～ 10 マイクロメートル程度のタイプ II の装飾フィルムは染料を吸収し、鮮明な特性を保ちます。 25 ～ 50 マイクロメートルの硬質タイプ III コーティングは色が濃いですが、耐摩耗性がはるかに優れています。
Q:同じ部品でもアルミニウムの方が鋼よりも歪みが大きいのはなぜですか?
A: 熱膨張係数は約23×10です。-6ケルビンあたりの温度は鋼鉄のおよそ 2 倍であるため、ジョイントがそれに対応するように設計されていない限り、特定の温度変化により約 2 倍の動きが生じます。
Q:複雑な彫刻ボリュームを作成するための最も安全な方法は何ですか?
A: AlSi7Mg 合金を認識された永久鋳型または砂型鋳造仕様に合わせて鋳造し、その後 T6 熱処理を行うと、予測可能な機械的特性を備えた最も複雑な形状が得られます。
