prášek ze slitiny hliníku 7050

Přehled o Prášek z hliníkové slitiny 7050

Hliník 7050 je vysokopevnostní hliníková slitina běžně používaná v leteckých aplikacích. Klíčové detaily o prášku ze slitiny hliníku 7050:

• Obsahuje zinek, hořčík, měď jako primární legující prvky.
• Vykazuje vynikající poměr pevnosti a hmotnosti a odolnost proti korozi.
• Používá se pro kritické konstrukční díly, podvozky, součásti trupu v letectví.
• K dispozici ve formě prášku pro aditivní výrobní procesy, jako je selektivní laserové tavení (SLM) a tavení elektronovým paprskem (EBM).
• Metody výroby prášku zahrnují atomizaci plynem, plazmovou atomizaci a kryogenní mletí.
• Charakteristiky prášku, jako je distribuce velikosti částic a morfologie, optimalizované pro AM.

Typické aplikace dílů z hliníku 7050

Kategorie	Aplikace
Aerospace	Konstrukční součásti draku letadla, přistávací zařízení, rakety
Automobilový průmysl	Kola, řídicí ramena, díly hnacího ústrojí
Průmyslový	Robotika, nástrojové přípravky a přípravky, přístrojové vybavení
Námořní	Vrtule, hnací hřídele, čerpadla, ventily

Lehká pevnost 7050 je vhodná pro vysoce výkonné konstrukční díly napříč průmyslovými odvětvími.

Specifikace prášku z hliníku 7050

Parametr	Typická hodnota	Role
Velikost částic	20-63 μm	Ovlivňuje hustotu balení a tok
Morfologie	Sférické	Zlepšuje tok prášku ve strojích AM
Složení slitiny	Zn – 6 %, Mg – 2 %, Cu – 2,3 %	Určuje vlastnosti
Zdánlivá hustota	1,7-2,0 g/cm3	Vliv na hustotu finálního dílu
Hallův průtok	<30 s/50g	Rychlý tok zajišťuje rovnoměrné vrstvy
Obsah vlhkosti	<0.1%	Minimalizuje oxidaci prášku

Udržování konzistentních charakteristik prášku je zásadní pro vysoce kvalitní zpracování AM.

Zařízení pro výrobu a manipulaci s hliníkovým práškem

Zařízení	Popis
Rozprašovače	Přeměňte roztavenou slitinu na jemný prášek pomocí plynu nebo plazmové energie
Mills	Mechanické mletí snižuje velikost částic prášku a morfologii
Síta	Klasifikujte prášek do úzkých rozsahů velikostí vhodných pro AM
Mixéry	Homogenizujte smíšené prášky rovnoměrně
Násypky	Skladujte a dodávejte prášek do tiskáren
Recyklátory	Odstraňte kontaminaci z znovu použitého prášku a zlepšete tok

Pro prevenci oxidace a kontaminace je zapotřebí specializované zařízení pro manipulaci s práškem.

Dodavatelé prášku z hliníku 7050

Dodavatel	Podrobnosti	Stanovení cen
Dodavatel 1	Široká škála hliníkových slitin.	80-100 USD/kg
Dodavatel 2	Vývoj vlastních slitin.	100-150 USD/kg
Dodavatel 3	Vysoce čisté lékařské/letecké třídy.	150-300 USD/kg

Cena závisí na čistotě, distribuci, velikosti šarže, kvalitě a dalších parametrech. Malé výzkumné a vývojové šarže jsou obvykle dražší.

Jak vybrat dodavatele prášku z hliníku 7050

Klíčové faktory při výběru dodavatele prášku z hliníku 7050:

• Zažít – Hledejte zavedeného dodavatele s rozsáhlými technickými zkušenostmi s prášky ze slitin hliníku. To vede k vyšší kvalitě a konzistenci.
• Výrobní kapacita – Dodavatel by měl být schopen vyrábět konzistentní šarže splňující specifikovanou distribuci velikosti, morfologii, čistotu atd.
• Systémy kvality – Certifikace ISO 9001 nebo AS9100 indikuje spolehlivou kontrolu kvality a zajištění.
• Technické znalosti – Výroba prášku vyžaduje značné znalosti metalurgie a materiálové vědy. Ujistěte se, že to dodavatelé mají.
• Možnosti testování – Dodavatel by měl plně otestovat všechny šarže prášku a poskytnout podrobná certifikační data.
• Reakceschopnost – Měli by rychle reagovat na dotazy, žádosti o cenové nabídky, vzorky atd.
• Zákaznická podpora – Vyberte si dodavatele, který poskytuje dobré technické rady a podporu aplikací.

Vyberte si dodavatele, který zná potřeby průmyslu AM a vaše specifické požadavky na aplikaci.

Jak optimalizovat prášek 7050 pro zpracování AM

Při přípravě hliníkového prášku 7050 pro aditivní výrobu postupujte podle těchto pokynů:

• Začněte s vysoce čistým práškem atomizovaným plynem s řízenou distribucí velikosti částic (např. 20-45 μm).
• Používejte sférickou morfologii prášku pro optimální hustotu a rozprostření. Vyhněte se satelitním částicím.
• Prášek řádně skladujte v uzavřeném, inertním prostředí, aby se zabránilo oxidaci. Může být nutné sušení desikantem.
• Důsledně charakterizujte nové šarže prášku – složení, distribuce velikosti, morfologie, průtok, obsah oxidů.
• Smíchejte všechny legující prvky homogenně, aby se zabránilo gradientům složení v tištěných dílech.
• Pro SLM použijte minimální tloušťky vrstev rovné 8–12násobku velikosti částic prášku.
• Upravte výkon laseru tak, aby bylo dosaženo úplného tavení a hustoty bez nadměrného odpařování.
• Minimalizujte kontakt mezi práškem a kyslíkem/vlhkostí během tisku, abyste snížili oxidaci.
• Zvažte klasifikaci a prosévání recyklovaného prášku pro obnovení distribuce velikosti a tekutosti.

Spolupracujte se svými dodavateli prášku a AM strojů, abyste identifikovali ideální charakteristiky prášku a parametry tisku.

Zásady návrhu dílů z hliníku 7050 pro AM

Při navrhování dílů z hliníku 7050 pro aditivní výrobu zvažte tyto pokyny:

• Používejte minimální tloušťky stěn 1-2 mm, abyste zajistili dostatečnou pevnost. Tenčí stěny riskují praskání.
• Navrhujte s úhlovými přechody namísto ostrých rohů, abyste snížili koncentrátory napětí.
• Vyvarujte se převisů přesahujících 45°, abyste eliminovali potřebu dalších podpěr.
• Orientujte díl tak, aby se minimalizovaly požadavky na podpěry a zabránilo se kolizím s nožem pro nanášení prášku.
• Počítejte s 20-50% nižší pevností horizontálně oproti vertikálně v důsledku anizotropie z konstrukce založené na vrstvách.
• Umožněte následné obrábění pro odstranění 0,3-0,5 mm materiálu, abyste zlepšili povrchovou úpravu.
• Konsolidujte podsestavy do jednoho vytištěného dílu, kde je to možné, abyste snížili hmotnost a minimalizovali spojovací prvky.
• Zahrňte odvzdušňovací otvory do uzavřených objemů, abyste zabránili hromadění tlaku během zpracování.

Validujte návrhy pomocí simulace analýzy konečných prvků a skutečných zkušebních tisků AM.

Dodatečné zpracování dílů z hliníku 7050 AM

Běžné techniky dodatečného zpracování používané pro vytištěné součásti z hliníku 7050 zahrnují:

• Odstranění podpěr pomocí ručního nářadí nebo rozpouštění v žíravých roztocích.
• Tepelné zpracování pro odlehčení napětí při 300 °C po dobu 2 hodin. Zabraňuje praskání.
• Obrábění – CNC frézování a soustružení pro zlepšení přesnosti rozměrů a povrchové úpravy. Používejte tuhé sestavy a ostré nástroje.
• Otryskávání nebo broušení snižuje drsnost povrchu. Musí se kontrolovat médium, aby se zabránilo zapuštění.
• Vibrační dokončování vyhlazuje povrchy a odstraňuje ulpělé částice.
• Eloxování zvyšuje tvrdost a odolnost proti korozi.
• Pokovování zlepšuje odolnost proti opotřebení nebo vodivost.
• Spojovací procesy, jako je šroubování nebo nýtování, pro sestavení součástí. Možná jsou i lepidla.

Používejte kvalifikované operátory obeznámené s hliníkovými slitinami během všech kroků dodatečného zpracování.

Integrace vytištěných dílů 7050 do sestav

Pro úspěšnou integraci 3D tištěných dílů z hliníku 7050 do sestav a produktů pro konečné použití:

• Důkladně očistěte povrchy od veškerého zbytkového prášku, oxidačních vrstev nebo jiných nečistot. V případě potřeby použijte chemické nebo tepelné odjehlování.
• Podle potřeby aplikujte ochranné povlaky – eloxování, lakování, práškové lakování, vše vhodné. Zlepšuje odolnost.
• Při navrhování rozhraní a spojů zohledněte nižší tažnost ve srovnání s litým nebo tvářeným hliníkem.
• Umožněte rozdíly tepelné roztažnosti při spojování součástí AM s díly z jiných materiálů.
• Vyberte optimální techniky spojování – lepidla, spojovací prvky, pájení a svařování lze použít v závislosti na zatížení.
• Během integrace může být nutné tepelné zpracování – například odlehčení napětí podpůrných struktur AlSi10Mg.
• Validujte funkčnost sestavy za očekávaných podmínek použití prostřednictvím prototypování a testování.

Spolupracujte s výrobními inženýry po celou dobu procesu integrace, abyste zajistili splnění požadavků na výkon.

Provoz a údržba vytištěných dílů z hliníku 7050

Pro dosažení nejlepšího výkonu aditivně vyráběných součástí z hliníku 7050 při provozu:

• Provozujte v doporučených mezích vysokých teplot na základě specifikací slitiny. Dlouhodobé vystavení teplotě nad 120 °C urychluje precipitační vytvrzování.
• Vyvarujte se nadměrného zatížení, které vede k tečení, deformaci nebo selhání únavou. Díly AM mají nižší tažnost.
• Používejte ochranné eloxované nebo lakované povlaky v korozivním prostředí. 7050 je bez ochrany náchylný ke korozi.
• Pravidelně kontrolujte kritické rozměry a parametry, abyste zkontrolovali opotřebení, praskliny nebo deformace, které naznačují problém.
• Demontujte mechanismy a v případě potřeby naneste čerstvé mazivo/olej – zabraňte zadření v průběhu času.
• Vyměňte všechny součásti, které se blíží své očekávané životnosti, jako preventivní opatření.
• Sledujte ručně nebo pomocí nedestruktivního testování vznikající vady, jako jsou praskliny, během rutinních intervalů údržby.

Vypracujte podrobné plány a harmonogramy údržby dílů ve spojení s konstruktéry a zkušebními inženýry, abyste zajistili výkon během provozu.

Výhody a nevýhody hliníku 7050 AM vs. tradiční metody

Výhody aditivní výroby s hliníkovým práškem 7050:

• Lze vyrábět složité geometrie a lehké mřížky.
• Žádné požadované investice do nástrojů pro malý až střední objem výroby.
• Rychlé prototypování nových návrhů a zakázkových dílů na vyžádání.
• Snížené množství odpadu – použijte pouze požadované množství materiálu.
• Schopnost konsolidovat podsestavy do jednoho vytištěného dílu.
• Kratší časové osy vývoje oproti tradičním výrobním metodám.

Omezení, která je třeba zvážit:

• Vyšší náklady na díl pro malé objemy výroby, i když efekty rozsahu AM mohou být příznivé.
• Omezení maximální velikosti dílu na základě objemu stavby tiskárny.
• Dodatečné zpracování často potřebné k dosažení konečných vlastností a tolerancí materiálu.
• Anizotropní vlastnosti v důsledku tisku vrstva po vrstvě.
• Omezení dodavatelského řetězce pro práškový materiál letecké kvality.
• Nižší tažnost a životnost proti únavě než u tvářeného hliníku 7050.

Vyhodnoťte výhody/nevýhody ve vztahu k objemům výroby, nákladovým cílům, potřebám kvality a specifickým požadavkům aplikace.

FAQ

Otázka: Jaký rozsah velikosti částic se doporučuje pro prášek 7050 z hliníku AM?

Odpověď: Obvykle 20-45 mikronů, s přísně kontrolovaným rozložením. Příliš jemné způsobuje problémy s manipulací, zatímco příliš velké negativně ovlivňuje hustotu.

Otázka: Pro jaké aplikace se používají díly z hliníku 7050 AM?

Odpověď: Primárně konstrukční součásti v letectví, automobilovém průmyslu a vysoce výkonných strojích, kde jsou kritické vysoké poměry pevnosti a hmotnosti.

Otázka: Vyžaduje hliníkový prášek 7050 speciální skladovací opatření?

Odpověď: Ano, prášek 7050 je vysoce náchylný k oxidaci. Musí se skladovat ve vakuově uzavřených sáčcích s balíčky vysoušedla a minimálním vystavením vzduchu.

Otázka: Jaké metody dodatečného zpracování se běžně používají na dílech 7050 AM?

Odpověď: Odstranění podpěr, odlehčení napětí, obrábění, otryskávání, eloxování a pokovování. Použijte všechny kroky potřebné pro integraci, jako je upevnění.

Otázka: Je pro díly 7050 AM nutné tepelné zpracování?

Odpověď: Ano, 7050 se obvykle po tisku odlehčuje při 300 °C po dobu 2 hodin, aby se zabránilo praskání v důsledku vnitřního napětí.

Otázka: Jaké hustoty lze dosáhnout s optimálně zpracovanými díly 7050 z hliníku AM?

Odpověď: Hustoty nad 99 % lze dosáhnout pečlivou kontrolou kvality prášku a nastavením ideálních parametrů SLM/EBM.

Otázka: Lze svařovat součásti z hliníku 7050 AM?

Odpověď: Ano, pro díly z hliníku AM se v případě potřeby doporučuje svařování třením. Konvenční tavné svařování mění lokální vlastnosti materiálu.

Otázka: Jaká bezpečnostní opatření jsou vyžadována při manipulaci s hliníkovými prášky?

Odpověď: Používejte ochranné prostředky, abyste zabránili vdechování nebo kontaktu s kůží. Kontrolujte hladinu prachu, abyste se vyhnuli nebezpečí vznícení, protože hliník je hořlavý.

znát více procesů 3D tisku