نقاط قوت و ضعف سیم و کابل آلومینیومی

صنعت تولید خودرو آمریکای شمالی در حال حرکت به سمت استفاده از سیم و کابل آلومینیومی برای کاهش هزینه‌ و وزن خودرو است. هنوز هم خیلی از مردم با شنیدن عبارت سیم و کابل آلومینیومی یاد آتش‌سوزی‌های خانه‌ها می‌افتند. در دهه‌ی 70 وقتی قیمت مس رکورد شکنی کرد، ساختمان‌سازها از سیم و کابل آلومینیومی در خانه‌ها استفاده می‌کردند. البته آلومینیوم در سال 1945 برای استفاده در ساختمان‌ها تایید شده بود، اما نصب کردن سیم و کابل آلومینیومی قوانین خاصی داشت. برای مثال، باید ضخامت سیم و کابل آلومینیومی بیش از سیم و کابل مسی در نظر گرفته شود و برای آن از سوییچ‌ها و پریزهای خاصی استفاده شود. آتش‌سوزی خانه‌ها از این‌جا ناشی می‌شد که کسانی که سیم و کابل آلومینیومی را نصب می‌کردند، قوانین نصب آن را به جای نمی‌آوردند. برای استفاده از سیم و کابل آلومینیومی در خانه یا خودرو، باید از فناوری‌ها و رهنمود‌های خاصی استفاده شود. هم‌چنین مشکلات احتمالی مثل اکسیده شدن سیم و کابل و ساییدگی آن در نظر گرفته شود. 

امروزه، قیمت بالای مس دلیل اصلی تمایل تولیدکنندگان به استفاده از سیم و کابل آلومینیومی است. کاهش وزن خودروها و رسیدن به استانداردهای میزان مصرف سوخت خودرو که در سال 2016 باید 15 کیلومتر بر لیتر و در سال 2025 باید 23 کیلومتر بر لیتر باشد، نیز نقش مهمی بازی می‌کند. استفاده از سیم و کابل آلومینیومی هزینه‌ی کمتری به همراه دارد و تا 44٪ وزن سیم و کابل خودروها را کاهش می‌دهد. کم بودن وزن آلومینیوم، سرهم کردن سیم و کابل خودرو را ساده‌تر هم می‌کند. 

از آن‌جایی که فراوانی آلومینیوم از هر فلز دیگری روی زمین بیشتر است، می‌تواند جایگزینی مناسب برای مس باشد. استخراج مس هر روز سخت‌تر می‌شود و تقاضای آن بیشتر، به همین دلیل قیمت مس متغیر است و قیمت آلومینیوم تقریبا تغییری نمی‌کند. امروزه تولیدکنندگان خودرو ژاپنی و اروپایی در فرایند جایگزین کردن سیم و کابل مسی با آلومینیومی در خودرو نسبت به تولیدکنندگان آمریکایی جلوتر هستند. این فرایند در اروپا 15 سال پیش آغاز شد و هم اکنون از سیم و کابل آلومینیومی در بعضی خودروهای اروپایی استفاده می‌شود. تولیدکنندگان ژاپنی هم امیدوارند با جایگزین کردن سیم و کابل مسی با آلومینیومی، وزن خودروها را تا 18 کیلوگرم کاهش دهند.

پیشبینی می‌شود تولیدکنندگان آمریکایی هم به زودی سراغ سیم و کابل آلومینیومی بروند. هم اکنون انگیزه و قوانین لازم برای انجام این کار وجود دارد، اما هنوز چالش‌هایی در این خصوص بر سر راه است که باید حل شوند و مهندسان باید از چالش‌های استفاده از آن آگاه باشند. 

• رسانایی آلومینیوم 60٪ رسانایی مس است و برای جایگزین کردن سیم و کابل مسی با آلومینیومی، مهندسان مجبور می‌شوند از سیم و کابل ضخیم‌تری استفاده کنند.
•  آلومینیوم هم‌چنین مقاومت مس را ندارد و مهندسان باید این مسئله را مدنظر قرار دهند. 
• میزان اکسیدی که روی سطح آلومینیوم جمع می‌شود هم نسبت به فلزات دیگر بیشتر است و این می‌تواند مشکل‌ساز باشد. 
• ضریب انبساط گرمایی آلومینیوم متفاوت است و این مسئله باید در طراحی مدارهای سیم و کابل آلومینیومی مد نظر قرار داده شود. 
• هر گاه دو فلز متفاوت مثل آلومینیوم و مس به هم برخورد کنند، احتمال خوردگی گالوانیک وجود دارد. هر چه تفاوت دو فلز بیشتر باشد احتمال بروز خوردگی گالوانیک بیشتر است. 
• مقاومت الکتریکی آلومینیوم به مرور زمان بیشتر می‌شود.