Aluminium

banner
banner

No. 13
26.982

Overview
Atomic weight     26.981538
Density     2.7g/cm3
Melting point     660.32°C
Boiling point     2519°C

Lightweight, versatile, flexible–aluminium is the perfect metal for creative industrial design. No wonder Audi uses it to build cars in an unparalleled way

On many subjects, we are pretty inflexible. We admit, for example, that the way we think about engineering, performance and design is particularly rigid—there can’t be room for compromise. Yet we embrace a surprising amount of flexibility in the materials that we use to shape and build the structure of our vehicles. Take aluminum, for instance: It’s 13th on the periodic table, yet quite possibly first in our hearts. Al, aluminum, might just be the perfect metal. In fact, it’s so multifaceted that it unites designers and engineers, normally an enormously difficult feat. But it’s that kind of flexibility that keeps us a little more nimble, a little stronger—and a lot more inflexible on the other elements that go into making an Audi.

banner

The “millipede” is an all-aluminum part of the longitudinal beam on the Audi A8 and is optimized to bionic principles.

Let’s start with its bona fides. Twenty years ago, in Frankfurt, Audi introduced ASF aluminum construction. It was such a transformational design and engineering breakthrough that it shook even the German steel industry; spooked by the fear of smaller orders from the auto industry, they started making lighter steels.
Inspired by nature, engineers saw how the maximum efficiency inherent in the structure and design of a honeycomb allows bees to minimize the materials used to construct it. Substituting aluminum for beeswax resulted in the ASF, a framework comprised of—in automotive design parlance—extruded sections and pressure die-castings, saving up to 40 percent of the total curb weight of a comparable vehicle built strictly from steel. Today this technology is used to make the frames of the Audi A8, R8 and TT. In the Audi A6 and A7, we’ve incorporated ultra lightweight technology in their alu- minum hybrid frames, which are constructed of both aluminum and steel. What it all means is that by using lighter materials, we are able to improve performance.
Lighter parts and lighter engines lead to better handling and improved gas mileage—without sacrificing pure power off the line. To cite the numbers, every 100-kilogram reduction in weight equals a possible 8 to 13 percent in fuel savings.
But that’s not all. Aluminum has an increased resistance to corrosion compared to untreated steel, is malleable, allows for high thermal conductivity and can be recycled.


Aluminum oxide microspheres. Aluminum is one of the most common elements on Earth.

This latter characteristic has enabled Audi to get involved in an environmental initiative led by players in the aluminum industry who are helping to develop a global sustainability standard. The plan is to put a system of environmental and social oversight in place by the end of 2014 that will apply to extracting the raw material as well as to its production and processing. “This will allow us to further improve the environmental impact of our cars by using certified aluminum in the future,” explavined Dr. Bernd Martens, Member of the Board of Management for Procurement at AUDI AG, when the program was being unveiled in early 2013.
Beyond sustainability, corporate responsibility and performance, aluminum also boasts a look that can be quite beautiful. We’ve incorporated aluminum optics into many of our models, enhancing the diffuser at the rear of the vehicle, the front spoiler blade and elements such as the bumpers and mirror housings. Brushed aluminum is also available as an interior trim option in many models.
As you can see, this essential element has helped to transform how our vehicles look, drive and feel. From the frame to the engine, to the suspension, interior and wheels, aluminum has become a vital, versatile component of our premium automotive construction. It may be a common material, used in countless ways, but it has transformed our outlook—and your experience behind the wheel.

Audi Audi TT fuel consumption urban/extra-urban/combined (in l/100 km): 8.4–4.9/5.5–3.7/6.5–4.2. CO2 emissions combined (in g/km): 151–110. EU6. Audi A6 fuel consumption urban/extra-urban/combined (in l/100 km): 10.8–5.1/6.6–3.9/8.2–4.4. CO2 emissions combined (in g/km): 190–114, EU5/6. Audi A7 Sportback fuel consumption urban/extra-urban/combined (in l/100 km): 10.0– 5.5/6.2–4.3/7.6–4.7. CO2 emissions combined (in g/km): 176–122, EU5/6. Audi A8 fuel consumption urban/extra-urban/combined (in l/100 km): 12.6–6.1/7.1–5.1/9.1–5.9. CO2 emissions combined (in g/km): 214–144, EU6. Audi R8 fuel consumption urban/extra-urban/combined (in l/100 km): 22.2–19.3/10.6–8.4/14.9–12.4. CO2 emissions combined (in g/km): 346–289, EU5.

100
kilogram decution in weight equals a possible 8 to 13 percent in fuel savings

40
percent of the total curb weight can be reduced by using aluminium instead of steel

Thermal properties
Phase
Absolute Melting Point
Absolute Boiling Point
Heat of Fusion
Heat of Vaporization
Heat of Combustion
Specific Heat
Thermal Conductivity
Thermal Expansion

Thermal properties
Solid
933.47 K
2792 K
10.7 kJ/mol
293 kJ/mol
N/A
904 J/(kg K)
235 W/(m K)
0.0000231 K-

banner

100
kilogram decution in weight equals a possible 8 to 13 percent in fuel savings

40
percent of the total curb weight can be reduced by using aluminium instead of steel

Thermal properties
Phase
Absolute Melting Point
Absolute Boiling Point
Heat of Fusion
Heat of Vaporization
Heat of Combustion
Specific Heat
Thermal Conductivity
Thermal Expansion

Thermal properties
Solid
933.47 K
2792 K
10.7 kJ/mol
293 kJ/mol
N/A
904 J/(kg K)
235 W/(m K)
0.0000231 K-

الأ لمـ ـنيـ ـوم

banner
banner

رقم 13
26.982

الخصائص العامة
الوزن الذري           26.981538
الكثافة                  2.7غ/سم³
نقطة الانصهار     660.32 درجة
نقطة الغليان       2519 درجة

يتميز الألمنيوم بأنّه معدن خفيف الوزن ومتنوع الاستخدام ومرن ومثالي للتصميم الصناعي الإبداعي، ولا عجب أنّ شركة أودي تستخدمه في صناعة سياراتها بطريقةٍ لا تضاهى.

في الوقت الذي نظهر فيه مرونة عالية في تعاطينا مع العديد من المواضيع، نعترف أنّ الطريقة التي نفكر بها بالهندسة والأداء والتصميم هي طريقة متصلبة ولا مجال فيها للتنازل أو المساومة، إلا أننا نظهر قدراً كبيراً من المرونة في التعاطي مع المواد التي نستخدمها في تشكيل هياكل سياراتنا وصنعها. فمعدن الألمنيوم على سبيل المثال، يحتل المرتبة 13 في الجدول الدوري لكنّه يحتل المنزلة رقم واحد في قلوبنا ونعتبره المعدن المثالي المتكامل. بل هو في الواقع معدن متعدد الأوجه يجتمع على أهميته المصممون والمهندسون لكنّ تطويعه يحتاج للمسة إبداعية. ونحن كذلك لدينا الرغبة الدائمة والخبرة التي تجعلنا أكثر قوة وأكثر مرونة فيما يتعلق باستخدام العناصر الأخرى في صنع سيارات أودي.

banner

استخدمت أودي الألمنيوم المفرغ في صناعة هيكل سيارتها من طراز «آر 8» والذي يعد الأخف وزناً.

ويرجع تاريخ هذه القفزة النوعية الى ما قبل عشرين عاماً في فرانكفورت عندما عرضت شركة أودي هيكلها المصنوع من الألمنيوم «Auto Space Frame» والذي شكّل ثورة ونقلة نوعية في مجاليّ التصميم والهندسة وهزّ أركان صناعة الصلب الألمانية، ممّا أثار مخاوف من تقلص الطلب على صناعة السيارات، الأمر الذي دفع المصانع لصنع فولاذ أخف وزناً.

هيكل مستوحى من الطبيعة، لاحظ المهندسون كيف أنّ الكفاءة القصوى الكامنة في هيكلية وتصميم قرص العسل تسمح للنحل بالتقليل من المواد المستخدمة لصنعه، واستدلوا على أنّه يمكن استخدام الألمنيوم كبديل عن شمع العسل والنتيجة كانت هيكل مصنوع من الألمنيوم وعدة مواد وقوالب مضغوطة لخفض إجمالي وزن السيارة بنسبة تصل إلى 40 في المائة في حال استخدام الصلب. وتستخدم هذه التكنولوجيا حالياً في صنع هياكل سيارة أودي من طراز “A8”، و“R8” وكذلك “TT”. أمّا في سيارات أودي من طراز “A6” و“A7”، فقد قمنا باستخدام تقنية خفيفة الوزن بشكلٍ كبير في هياكلها المصنوعة من الألمنيوم الهجين المؤلف من الألمنيوم والصلب. وهذا كله يعني أنّه بمقدورنا تحسين الأداء من خلال استخدام مواد أخف وزناً، وذلك لأنّ الأجزاء والمحركات الأخف وزناً تؤدي إلى طريقة أفضل في التعامل مع المركبة وتوفير استهلاك الوقود مع الاحتفاظ بقوة المركبة وفاعليتها على الطريق. وللدلالة على ذلك بالأرقام، نجد أنّ خفض وزن المركبة بمقدار 100 كيلوغرام يؤدي إلى التوفير في استهلاك الوقود بنسبة تتراوح بين 8 إلى 13 في المائة.


ذرة أكسيد الألمنيوم تحت المجهر. يعتبر الألمنيوم أحد العناصر الأكثر شيوعاً على الأرض.

هذا ليس كل شيء. فالألمنيوم يتمتع بمقاومة كبيرة ضد التآكل مقارنة مع الصلب غير المعالج، وهو مرن قابل للطرق ولديه درجة عالية من خاصية النقل الحراري، فضلاً على أنّه قابل لإعادة التدوير وهي خاصية مكنّت أودي من المشاركة في مبادرة بيئية بقيادة الجهات الرئيسية في صناعة الألمنيوم للمساعدة في وضع معيار عالمي للاستدامة بهدف وضع نظام للرقابة البيئية والاجتماعية بحلول نهاية العام 2014، ليتم تطبيقها على استخراج المواد الخام وإنتاجها ومعالجتها، “وهو أمر يتيح لنا التقليل من الأثر البيئي السلبي لسياراتنا عبر استخدام الألمنيوم المصادق عليه في المستقبل” على حدّ وصف الدكتور “بيرند مارتنز”، عضو مجلس أودي لإدارة المشتريات في حديثٍ له عند إطلاق البرنامج أو المبادرة في أوائل العام 2013.

بالإضافة إلى موضوع الاستدامة ومسؤولية الشركات وأدائها، يتمتع الألمنيوم بمظهر جميل ومناسب، إذ أنّنا قمنا بدمج ألياف الألمنيوم في العديد من طرازات السيارات التي ننتجها بهدف تعزيز الناشر في الجزء الخلفي من السيارة والشفرة الأمامية وأجزاء أخرى كالمصدات وعلب المرايا، فضلاً عن توفر الألمنيوم المصقول كخيار لتجميل المقصورة الداخلية في العديد من سيارات أودي.

كما ترون، ساعد هذا العنصر الضروري في تحويل مظهر سياراتنا وكيفية قيادتها والشعور الذي ينتاب السائق عند قيادتها. وقد أصبح الألمنيوم مكوّناً حيوياً ورئيسياً في صناعة سياراتنا الفارهة وجزءاً لا يتجزأ من الهيكل والمحرك وأنظمة التعليق والمقصورة الداخلية والعجلات. وقد يكون مادة معروفة وشائعة الاستخدام بطرق لا تعد ولا تحصى، لكنّه يشكل بالنسبة لنا مادة هامة ساهمت بتحويل نظرتنا المستقبلية والارتقاء بتجربتك خلف عجلة القيادة.

استهلاك سيارة أودي TT من الوقود في المدينة/خارج المدن/مختلط (لتر/100 كم): 8.4-4.9/5.5-3.7/6.5-4.2، انبعاثات غاز ثاني أكسيد الكربون (غرام/كلم): 151-110 بحسب المعايير الأوروبية EU6. استهلاك سيارة أودي A6 من الوقود في المدينة/خارج المدن/مختلط (لتر/100 كم): 10.8-5.1/6.6-3.9/8.2-4.4، انبعاث غاز ثاني أكسيد الكربون (غرام/كلم): 190/114 بحسب المعايير الأوروبية EU5/6. استهلاك سيارة أودي A7 Sportback من الوقود في المدينة/خارج المدن/مختلط (لتر/100 كم): 10.0-5.5/6.2-4.3/7.6-4.7، انبعاث غاز ثاني أكسيد الكربون (غرام/كلم): 176-122 بحسب المعايير الأوروبية EU5/6. استهلاك سيارة أودي A8 من الوقود في المدينة/خارج المدن/مختلط (لتر/100 كم): 12.6-6.1/7.1-5.1/9.1-5.9، انبعاثات غاز ثاني أكسيد الكربون (غرام/كلم): 214-144 بحسب المعايير الأوروبية EU6. استهلاك سيارة أودي R8 من الوقود في المدينة/خارج المدن/مختلط (لتر/100 كم): 22.2-19.3/10.6-8.4/14.9-12.4، انبعاث غاز ثاني أكسيد الكربون (غرام/كلم): 346-289 بحسب المعايير الأوروبية EU5.

خفض وزن السيارة

100
كيلوغرام يعني التوفير في استهلاك الوقود بنسبة تتراوح بين 8 إلى 13 في المائة

40
في المائة هي نسبة خفض وزن السيارة في حال استخدام الألمنيوم بدلاً من الصلب

الخصائص الحرارية
صلب
933.47 كلفن
2792 كلفن
10.71 كيلو جول/مول
293 كيلو جول/مول
لا تنطبق
904 جول/(كلم كلفن)
235 واط/(متر كلفن)
0.0000231 كلفن−1

الخصائص الحرارية
الطور
نقطة الغليان
حرارة الانصهار
حرارة التبخر
حرارة الاحتراق
الحرارة النوعية
الناقلية الحرارية
التمدد الحراري

banner