เนื่องจากคุณสมบัติเฉพาะของวัสดุหัวฉีดอลูมิเนียมมีข้อได้เปรียบที่สำคัญในสถานการณ์การใช้งานเฉพาะ ต่อไปนี้คือการวิเคราะห์อย่างเป็นระบบเกี่ยวกับคุณลักษณะและพื้นที่การใช้งานทั่วไป:
การออกแบบให้มีน้ำหนักเบา: ความหนาแน่นของอะลูมิเนียม (ประมาณ 2.7 ก./ซม.) ต่ำกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมอย่างมาก (ประมาณ 8 ก./ซม.) ซึ่งสามารถลดน้ำหนักโดยรวมของอุปกรณ์ได้อย่างมาก และเหมาะสำหรับงานที่ต้องคำนึงถึงน้ำหนัก เช่น การบินและรถยนต์
การนำความร้อนดีเยี่ยม: อะลูมิเนียมมีค่าการนำความร้อนอยู่ที่ 237 W/m·K ซึ่งสูงกว่าสเตนเลสสตีลมาก (ประมาณ 15 W/m·K) เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ต้องการการกระจายความร้อนอย่างรวดเร็ว เช่น หัวฉีดระบายความร้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ หรือระบบหัวฉีดเครื่องยนต์สันดาปภายใน
ความประหยัดในการประมวลผล: อลูมิเนียมมีความเหนียวเป็นเลิศ (การยืดตัวประมาณ 10-30%) และสามารถประมวลผลโครงสร้างช่องทางการไหลที่ซับซ้อนด้วยต้นทุนที่ต่ำ ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับความต้องการการพ่นที่มีความแม่นยำในการไหลต่ำแบบกำหนดเอง
ความต้านทานต่อสภาพอากาศต่อสิ่งแวดล้อม: ฟิล์ม Al₂O₃ ออกไซด์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติสามารถต้านทานการกัดกร่อนในบรรยากาศที่ความชื้นสัมพัทธ์ 80% แต่ช่วงความทนทานต่อ pH มีจำกัด (แนะนำ pH 4.5-8.5) จำเป็นต้องมีการบำบัดพื้นผิวในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ไอออน (เช่น น้ำทะเล)
ข้อจำกัดด้านอุณหภูมิ: ขีดจำกัดบนของอุณหภูมิการทำงานถูกจำกัดโดยอุณหภูมิสารละลายของแข็งของอลูมิเนียมอัลลอยด์ 6061 (ประมาณ 530 ℃) แนะนำให้ใช้อุณหภูมิต่ำกว่า 200°C สำหรับการใช้งานระยะยาว และทนต่ออุณหภูมิ 300°C สำหรับการใช้งานระยะสั้น
การผลิตรถยนต์:หัวฉีดอลูมิเนียมสามารถใช้กับหัวฉีดละอองน้ำมันเชื้อเพลิงในระบบไดเรคอินเจคชั่นได้ ความแข็งของพื้นผิวเพิ่มขึ้นเป็น 60 HB ผ่านการอบชุบด้วยความร้อน T6 (การชุบแข็ง 530° + การเสื่อมสภาพตามอายุ) เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดแรงดันการฉีดที่ 20 MPa
ระบบระบายความร้อนที่แม่นยำ: ในการจ่ายน้ำมันตัดสำหรับเครื่องมือกล CNC หัวฉีดอะลูมิเนียมที่ผ่านการชุบอะโนไดซ์ (ความหนาของฟิล์ม 10-25μm) ถูกนำมาใช้เพื่อให้ได้ผิวสำเร็จที่ Ra 0.8μm และรับประกันการกระจายตัวของหยดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.1-0.3 มม. อย่างสม่ำเสมอ
อุปกรณ์ป้องกันพืชทางการเกษตร: ระบบฉีดพ่นด้วยโดรนน้ำหนักเบาใช้หัวฉีดอลูมิเนียม 7075 ซึ่งมีความแข็งแรงให้ผลผลิต 503 MPa และมุมสเปรย์รูปพัดลม (80°-110°) เพื่อให้สามารถควบคุมการไหลได้ 6-8 ลิตร/นาที
เทคโนโลยีสนับสนุนการพิมพ์ 3 มิติ: หัวฉีด AlSi10Mg ที่เกิดขึ้นจากการหลอมด้วยเลเซอร์แบบเลือกสรร (SLM) ใช้สำหรับการพ่นสีฝุ่นของเครื่องพิมพ์โลหะ ทนต่ออุณหภูมิเตียงอุ่น 300°C มีความพรุน <0.5%
อุปกรณ์ฉุกเฉินไฟไหม้: ระบบโฟมลมแรงดันสูง (CAFS) ใช้ 6061-T6หัวฉีดอลูมิเนียมเพื่อให้ได้โฟมขยายตัวทวีคูณ 0.3-0.7 และช่วงแรงดันใช้งาน 8-12 บาร์
การเสริมความแข็งแรงของพื้นผิว: การบำบัดออกซิเดชันแบบไมโครอาร์คสามารถสร้างชั้นเซรามิกขนาด 50-200μm ที่มีความแข็ง 1500HV และความต้านทานการทดสอบสเปรย์เกลือที่ 1,000 ชั่วโมง กระบวนการคอมโพสิต: หัวฉีดคอมโพสิตซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC 20%) ที่ทำจากอลูมิเนียม ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนลดลงเหลือ 15×10⁻⁶/℃ เหมาะสำหรับสภาวะวงจรความร้อน การออกแบบดิจิทัล: การเพิ่มประสิทธิภาพช่องทางการไหลตามการจำลอง CFD จะเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์การไหลเป็น 0.98 ซึ่งสูงกว่าการออกแบบแบบดั้งเดิมถึง 15%
ภายใต้สภาวะอุณหภูมิปานกลาง <150℃ ไม่มีกรดแก่ (pH>4) หรือสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างแก่ (pH<9) และแรงดันใช้งาน <25 MPa หัวฉีดอะลูมิเนียมจะให้ความสมดุลที่ดีที่สุดระหว่างต้นทุน (ต่ำกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม 30-40%) และประสิทธิภาพ สำหรับสถานการณ์ที่มีข้อกำหนดทางเทคนิคสูงกว่า ขอแนะนำให้ใช้โลหะผสม 7075-T6 หรือโซลูชันการปรับเปลี่ยนพื้นผิว
