Podrobný průvodce hliníkem AM

Přehled

Aditivní výroba hliníku (AM) přináší revoluci ve výrobním průmyslu, protože nabízí nebývalou úroveň přizpůsobení, efektivity a úspory materiálu. Tento článek se zabývá složitostí hliník AM, se zaměřením na různé modely kovových prášků, jejich vlastnosti, použití a výhody. Zabýváme se také výhodami a nevýhodami různých hliníkových AM prášků, uvádíme podrobné tabulky pro srovnání a připojujeme obsáhlou sekci nejčastějších otázek, která odpovídá na časté dotazy.

Úvod do aditivní výroby hliníku

Hliníkový AM, často označovaný jako 3D tisk, spočívá ve vytváření objektů po vrstvách pomocí hliníkových prášků. Tato technika umožňuje vytvářet složité geometrie, kterých je obtížné nebo nemožné dosáhnout tradičními výrobními metodami.

Proč hliník?
Hliník je lehký, má vynikající odolnost proti korozi a dobré mechanické vlastnosti. Díky těmto vlastnostem je ideálním kandidátem pro AM, zejména v průmyslových odvětvích, jako je letectví, automobilový průmysl a zdravotnické přístroje.

Typy Hliník AM Prášky

Zde se podrobně podíváme na některé specifické modely kovových prášků používaných v hliníkovém AM:

Práškový model	Složení	Vlastnosti	Aplikace
AlSi 10Mg	Al, Si, Mg	Vysoká pevnost, dobré tepelné vlastnosti	Letecký a automobilový průmysl
AlSi12	Al, Si	Dobrá odlévatelnost, vysoká odolnost proti korozi	Prototypování, lehké konstrukce
Scalmalloy	Al, Mg, Sc	Vysoký poměr pevnosti k hmotnosti, vynikající tažnost	Letectví a kosmonautika, vysoce výkonné sportovní vybavení
AlSi7Mg	Al, Si, Mg	Vysoká houževnatost, dobrá odolnost proti únavě	Konstrukční prvky
Al4047	Al, Si	Nízký bod tání, dobrá tekutost	Elektrické komponenty, pájení
Al6061	Al, Mg, Si	Univerzální, dobré mechanické vlastnosti	Všeobecné strojírenství, letectví a kosmonautika
Al7075	Al, Zn, Mg, Cu	Vysoká pevnost, vynikající odolnost proti únavě	Letectví a kosmonautika, vojenské aplikace
Al2024	Al, Cu, Mg	Vysoká pevnost, dobrá obrobitelnost	Letectví a kosmonautika, konstrukční aplikace
Al1050	Čistý Al	Vynikající odolnost proti korozi, dobrá elektrická vodivost	Elektrické a chemické aplikace
AlSi9Cu3	Al, Si, Cu	Vysoká odolnost proti opotřebení, dobrá obrobitelnost	Automobilový průmysl, součásti motorů

Vlastnosti a charakteristiky hliníkových AM prášků

Práškový model	Hustota (g/cm³)	Pevnost v tahu (MPa)	Mez kluzu (MPa)	Prodloužení (%)
AlSi 10Mg	2.68	460	260	10
AlSi12	2.68	345	170	4
Scalmalloy	2.67	520	460	13
AlSi7Mg	2.67	330	220	7
Al4047	2.68	240	180	2
Al6061	2.70	310	275	12
Al7075	2.81	572	503	11
Al2024	2.78	470	325	19
Al1050	2.70	90	20	35
AlSi9Cu3	2.75	300	170	3

Aplikace hliníku AM

Hliníková AM má rozmanité využití v různých průmyslových odvětvích. Níže je uvedena tabulka shrnující tyto aplikace:

Průmysl	aplikace	Konkrétní příklad
Aerospace	Lehké konstrukční prvky	Křídla letadel, části satelitů
Automobilový průmysl	Přizpůsobitelné díly	Součásti motoru, vybavení interiéru na zakázku
Lékařské přístroje	Implantáty a protézy na míru	Kyčelní implantáty, zubní korunky
Spotřební zboží	Lehké a odolné výrobky	Rámy jízdních kol, sportovní vybavení
Elektronika	Chladiče a kryty	Chladicí řešení na zakázku, pouzdra pro elektroniku
Engineering	Vytváření prototypů a výroba	Funkční prototypy, nástroje

Specifikace, velikosti, třídy, normy

Zde je podrobná tabulka se specifikacemi, velikostmi, třídami a normami pro hliníkové prášky AM:

Práškový model	Velikost částic (µm)	Třída	Standard
AlSi 10Mg	15-45	A1	ASTM F3318-18
AlSi12	10-50	A2	DIN EN 1706:2013
Scalmalloy	20-60	A3	AMS 4472
AlSi7Mg	15-45	A4	ASTM F3318-18
Al4047	20-63	A5	DIN EN 1706:2013
Al6061	20-60	B1	ASTM B221-14
Al7075	20-60	B2	AMS 4045
Al2024	15-45	B3	AMS 4037
Al1050	10-50	C1	ASTM B491-06
AlSi9Cu3	20-63	C2	DIN EN 1706:2013

Podrobnosti o dodavatelích a cenách

Následující tabulka obsahuje srovnání dodavatelů a cen různých hliníkových AM prášků:

Práškový model	Dodavatel	Cena (USD/kg)	Umístění
AlSi 10Mg	EOS	$80	Německo
AlSi12	Sandvik	$85	Švédsko
Scalmalloy	APWORKS	$120	Německo
AlSi7Mg	Přísady GKN	$90	USA
Al4047	Tesař	$70	USA
Al6061	Technologie LPW	$75	Spojené království
Al7075	Praxair	$110	USA
Al2024	Aditivní průmysl	$95	Nizozemsko
Al1050	Metalýza	$60	Spojené království
AlSi9Cu3	Hoganas	$80	Švédsko

Výhody hliníku AM

1. Lehké a pevné: Hliník je známý svým vysokým poměrem pevnosti a hmotnosti, takže je ideální pro aplikace, kde je důležité snížit hmotnost.
2. Odolnost proti korozi: Vynikající odolnost proti korozi prodlužuje životnost dílů, zejména v drsném prostředí.
3. Složité geometrie: AM umožňuje vytvářet složité konstrukce, které jsou při tradiční výrobě nemožné.
4. Efektivita materiálu: Minimalizuje množství odpadu, protože se používá pouze nezbytný materiál.
5. Přizpůsobení: Díly vyrobené na míru konkrétním potřebám, což snižuje potřebu dalších úprav.

Nevýhody Hliník AM

1. Náklady: Počáteční náklady na zřízení a materiál mohou být ve srovnání s tradiční výrobou vysoké.
2. Povrchová úprava: Může vyžadovat následné zpracování, aby bylo dosaženo požadované kvality povrchu.
3. Omezení materiálu: Ne všechny hliníkové slitiny jsou vhodné pro AM.
4. Rychlost výroby: V porovnání s konvenčními metodami může být masová výroba pomalejší.
5. Vybavení a odborné znalosti: Vyžaduje specializované vybavení a kvalifikovanou obsluhu.

Porovnání hliníkových prášků AM

Parametr	AlSi 10Mg	AlSi12	Scalmalloy	AlSi7Mg	Al4047	Al6061	Al7075	Al2024	Al1050	AlSi9Cu3
Síla	Vysoký	Střední	Velmi vysoká	Střední	Nízký	Vysoký	Velmi vysoká	Vysoký	Nízký	Střední
Odolnost proti korozi	Vysoký	Velmi vysoká	Vysoký	Vysoký	Střední	Střední	Nízký	Střední	Velmi vysoká	Střední
Náklady	Střední	Střední	Vysoký	Střední	Nízký	Střední	Vysoký	Vysoký	Nízký	Střední
Snadnost tisku	Easy	Easy	Mírný	Easy	Easy	Mírný	Mírný	Mírný	Easy	Easy
Aplikace	Letectví a kosmonautika, automobilový průmysl	Vytváření prototypů	Letectví a kosmonautika, Sport	Strukturální	Elektrické	Engineering	Letectví a kosmonautika, Vojenství	Strukturální	Elektrotechnika, chemie	Automobilový průmysl

FAQ

Otázka	Odpovědět
Co je hliník AM?	Aditivní výroba hliníku (AM) je proces 3D tisku, při kterém se díly vytvářejí přidáváním materiálu po vrstvách pomocí hliníkových prášků.
Proč používat hliník v AM?	Hliník je lehký, pevný a odolný proti korozi, takže je ideální pro vysoce výkonné a na hmotnost citlivé aplikace.
V jakých průmyslových odvětvích se hliník AM používá?	Mezi klíčová odvětví patří letecký a kosmický průmysl, automobilový průmysl, zdravotnické přístroje, spotřební zboží, elektronika a strojírenství.
**Jaké jsou výhody hliníku AM?	Mezi výhody patří vysoký poměr pevnosti a hmotnosti, odolnost proti korozi, schopnost vytvářet složité geometrie, efektivita materiálu a přizpůsobení.
Existují nějaké nevýhody?	Mezi nevýhody patří vyšší počáteční náklady, potenciální potřeba následného zpracování, omezení materiálu, nižší rychlost výroby a požadavek na specializované vybavení.
Jak si vede hliníková AM ve srovnání s tradiční výrobou?	AM nabízí větší flexibilitu designu, efektivitu materiálu a přizpůsobení, ale může být dražší a pomalejší pro velkosériovou výrobu.
Lze v AM použít všechny hliníkové slitiny?	Ne, ne všechny hliníkové slitiny jsou vhodné pro AM. Proces a materiál je třeba pečlivě vybrat na základě požadovaných vlastností a použití.
Jaké jsou náklady na hliníkové prášky AM?	Ceny se liší v závislosti na konkrétním modelu prášku a dodavateli a pohybují se od $60 do $120 za kilogram.
Jaké následné zpracování je nutné?	Následné zpracování může zahrnovat povrchovou úpravu, tepelné zpracování a obrábění pro dosažení požadované kvality a vlastností.
Kde lze koupit hliníkové prášky AM?	Různí dodavatelé, jako jsou EOS, Sandvik, APWORKS, GKN Additive a Carpenter, nabízejí hliníkové prášky pro AM.

Závěr

Aditivní výroba hliníku představuje významný skok vpřed ve výrobní technologii a nabízí jedinečné výhody z hlediska flexibility konstrukce, efektivity materiálu a výkonu. Díky pochopení specifických vlastností a použití různých hliníkových prášků mohou výrobci optimalizovat své procesy a výrobky tak, aby splňovaly požadavky moderních průmyslových odvětví. Ať už působíte v leteckém, automobilovém nebo jakémkoli jiném oboru, technologie AM z hliníku vám může poskytnout nástroje, které potřebujete k inovacím a vyniknutí.

znát více procesů 3D tisku