Aufgrund der einzigartigen Eigenschaften seiner Materialien,Aluminiumdüsehat in bestimmten Anwendungsszenarien erhebliche Vorteile. Im Folgenden werden seine Eigenschaften und typischen Anwendungsbereiche systematisch analysiert:
Leichtbauweise: Die Dichte von Aluminium (ca. 2,7 g/cm³) ist deutlich geringer als die von Edelstahl (ca. 8 g/cm³), was das Gesamtgewicht der Ausrüstung deutlich reduzieren kann und sich für gewichtssensible Bereiche wie Luftfahrt und Automobile eignet.
Hervorragende Wärmeleitfähigkeit: Die Wärmeleitfähigkeit von Aluminium liegt mit 237 W/m·K weit über der von Edelstahl (ca. 15 W/m·K). Es eignet sich für Szenarien, die eine schnelle Wärmeableitung erfordern, wie z. B. Kühldüsen für elektronische Geräte oder Einspritzsysteme für Verbrennungsmotoren.
Verarbeitungsökonomie: Aluminium weist eine ausgezeichnete Duktilität auf (Dehnung etwa 10–30 %) und kann komplexe Strömungskanalstrukturen zu geringen Kosten verarbeiten, was sich besonders für maßgeschneiderte Präzisionsspritzanforderungen mit geringem Durchfluss eignet.
Witterungsbeständigkeit: Der natürlich gebildete Al₂O₃-Oxidfilm kann atmosphärischer Korrosion bei 80 % relativer Luftfeuchtigkeit widerstehen, der pH-Toleranzbereich ist jedoch begrenzt (pH 4,5–8,5 wird empfohlen). In chloridionenhaltigen Umgebungen (z. B. Meerwasser) ist eine Oberflächenbehandlung erforderlich.
Temperaturbeschränkungen: Die Obergrenze der Betriebstemperatur wird durch die Mischkristalltemperatur der 6061-Aluminiumlegierung (ca. 530 °C) begrenzt. Es wird empfohlen, bei Langzeitgebrauch eine Temperatur von weniger als 200 °C und bei Kurzzeitgebrauch eine Temperatur von 300 °C auszuhalten.
Automobilbau:Aluminiumdüsekann für Kraftstoffzerstäubungsdüsen in Direkteinspritzsystemen verwendet werden. Die Oberflächenhärte wird durch T6-Wärmebehandlung (Abschrecken bei 530 °C + künstliche Alterung) auf 60 HB erhöht, um die Einspritzdruckanforderung von 20 MPa zu erfüllen.
Präzisionskühlsystem: Bei der Versorgung von CNC-Werkzeugmaschinen mit Schneidflüssigkeit wird eine eloxierte (Filmdicke 10–25 μm) behandelte Aluminiumdüse verwendet, um eine Oberflächengüte von Ra 0,8 μm zu erreichen und eine gleichmäßige Verteilung von Tröpfchen mit einem Durchmesser von 0,1–0,3 mm sicherzustellen.
Landwirtschaftliche Pflanzenschutzausrüstung: Das leichte Drohnensprühsystem verwendet eine 7075-Aluminiumdüse mit einer Streckgrenze von 503 MPa und einem fächerförmigen Sprühwinkel (80°–110°), um eine Durchflusskontrolle von 6–8 l/min zu erreichen.
Technologie zur Unterstützung des 3D-Drucks: Die durch selektives Laserschmelzen (SLM) geformte AlSi10Mg-Düse wird für die Pulververteilung von Metalldruckern verwendet, hält einer Vorheizbetttemperatur von 300 °C stand und hat eine Porosität von <0,5 %.
Brandschutzausrüstung: Das Hochdruck-Luftschaumsystem (CAFS) verwendet 6061-T6Aluminiumdüsenum ein Schaumausdehnungs-Vielfaches von 0,3–0,7 und einen Arbeitsdruckbereich von 8–12 bar zu erreichen.
Oberflächenverstärkung: Durch die Mikrolichtbogenoxidationsbehandlung kann eine 50–200 μm dicke Keramikschicht mit einer Härte von 1500 HV und einer Salzsprühtestbeständigkeit von 1000 Stunden erzeugt werden. Verbundprozess: Verbunddüse aus Siliziumkarbid auf Aluminiumbasis (SiC 20 %), der Wärmeausdehnungskoeffizient wird auf 15×10⁻⁶/℃ reduziert, geeignet für thermische Zyklusbedingungen; Digitales Design: Die auf CFD-Simulation basierende Strömungskanaloptimierung erhöht den Cv-Wert des Strömungskoeffizienten auf 0,98, was 15 % höher ist als beim herkömmlichen Design.
Unter den Bedingungen einer mittleren Temperatur von <150℃, keiner Umgebung mit starken Säuren (pH>4) oder starken Laugen (pH<9) und einem Arbeitsdruck von <25 MPa erzielt die Aluminiumdüse das beste Gleichgewicht zwischen Kosten (30–40 % niedriger als Edelstahl) und Leistung. Für Szenarien mit höheren technischen Anforderungen wird die Verwendung einer 7075-T6-Legierung oder einer Oberflächenmodifikationslösung empfohlen.
