Additive Fertigung von Aluminium

Überblick über die Additive Fertigung von Aluminium

Additive Fertigung von Aluminiumauch bekannt als 3D-gedrucktes Aluminium, bezieht sich auf den Prozess der Herstellung von Aluminiumteilen Schicht für Schicht mit Hilfe von 3D-Drucktechnologien. Es ermöglicht die Herstellung komplexer Geometrien und kundenspezifischer Aluminiumteile, ohne dass herkömmliche Bearbeitungsmethoden erforderlich sind.

Einige wichtige Details zur additiven Fertigung von Aluminium:

• Einsatz in Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Automobilbau, Medizintechnik und Konsumgüterindustrie für Prototypen, Werkzeuge und Endverbrauchsteile
• Bietet Gestaltungsfreiheit, reduziert das Gewicht, fasst Baugruppen in einem Stück zusammen
• Produziert starke, haltbare Aluminiumteile mit ähnlichen Materialeigenschaften wie bei der traditionellen Fertigung
• Verwendet 3D-Metalldrucktechnologien wie Pulverbettfusion und gerichtete Energieabscheidung
• Aluminiumlegierungen wie AlSi10Mg, Scalmalloy, Al6061 werden häufig verwendet.
• Nachbearbeitung wie heißisostatisches Pressen, CNC-Bearbeitung erforderlich, um die endgültige Qualität des Teils zu erreichen

Aluminium Additive Manufacturing Ausrüstungstypen

Anwendungen der Additiven Fertigung von Aluminium

Spezifikationen für die Additive Fertigung von Aluminium

Aluminium Additive Manufacturing Lieferanten und Kosten

Die Kosten der Teile hängen von der Fertigungsrate, den verwendeten Materialien, der geometrischen Komplexität, den Nachbearbeitungsanforderungen und den Bestellmengen ab. Im Allgemeinen bietet die additive Fertigung von Aluminium Kosteneinsparungen für die Produktion von Kleinserien, in der Regel weniger als 10.000 Stück.

Anforderungen an die Installation der Additiven Fertigung von Aluminium

Für die additive Fertigung von Metallen wird eine saubere, temperaturkontrollierte Umgebung zwischen 15 und 30 °C empfohlen. Außerdem müssen geeignete Einrichtungen für die Lagerung und Handhabung von Pulver sowie für die Abfallentsorgung bereitgestellt werden.

Additive Fertigung von Aluminium - Betrieb und Wartung

Die tägliche Reinigung der Geräte und die Überwachung aller Systeme sind von entscheidender Bedeutung. Personalschulung und PSA für den Umgang mit Metallpulvern sind obligatorisch. Befolgen Sie die OEM-Richtlinien für vorbeugende Wartung und Kalibrierung.

Auswahl eines Partners für die additive Fertigung von Aluminium

Bei der Auswahl eines AM-Dienstleisters für Aluminiumteile sollten Sie Folgendes beachten:

• Erfahrung mit AM-Prozessen - suchen Sie nach Jahren im Geschäft, Fallstudien speziell zu Aluminium
• Materialien und Nachbearbeitungsmöglichkeiten - Aluminiumlegierungen, HIP, Wärmebehandlungen, Bearbeitung
• Qualitätszertifizierungen - ISO 9001, ISO/IEC 17025, Nadcap
• Designkompetenz - können sie Teile für AM optimieren?
• Installierte Ausrüstung - moderne, gut gewartete Maschinen
• Nachbearbeitungsgeräte - was haben sie im Haus?
• Schneller Durchlauf für Prototyping-Anforderungen
• Skalierbarkeit für die Produktion - können sie das Volumen erfüllen?
• Standort und Logistik - hilfreich, wenn in der Nähe
• Kostenwettbewerbsfähigkeit - transparente Angebotsabgabe, wirtschaftlich für den Projektumfang
• Kundenrezensionen - suchen Sie online oder fragen Sie nach Referenzen

Vor- und Nachteile der Additiven Fertigung von Aluminium

Aluminium-AM bietet Vorteile wie Designflexibilität, Teilekonsolidierung und schnelle Durchlaufzeiten. Aber es erfordert auch spezielle Ausrüstung und Fachwissen. Für die Herstellung von Endverbrauchsteilen ist ein gründliches Prozessverständnis erforderlich.

FAQs

Welche verschiedenen Aluminiumlegierungen werden in der additiven Fertigung verwendet?

Einige häufig verwendete Aluminiumlegierungen sind:

• AlSi10Mg - Ausgezeichnete Festigkeit und Oberflächengüte. Die beliebteste Aluminiumlegierung in der AM.
• Al6061 - Höherfeste Legierung mit guter Korrosionsbeständigkeit. Leicht verfügbar.
• Scalmalloy - Von Airbus entwickelte Aluminiumlegierung mit hoher Festigkeit und Duktilität.
• Kundenspezifische Legierungen - können zur Optimierung bestimmter Eigenschaften entwickelt werden. Erfordert F&E.

Welche Nachbearbeitung ist für AM-Teile aus Aluminium erforderlich?

Zu den üblichen Nachbearbeitungsschritten gehören:

• Von der Bauplatte entfernen
• Kugelstrahlen oder Perlstrahlen zur Glättung der Oberfläche
• Heißisostatisches Pressen zur Verbesserung der Dichte
• Wärmebehandlungen für optimale mechanische Eigenschaften
• CNC-Bearbeitung - Bohren, Gewindeschneiden, Fräsen für Maßgenauigkeit
• Oberflächenbehandlungen - Eloxieren, Pulverbeschichtung für die Ästhetik

Wie hoch sind die Kosten für Aluminium-AM im Vergleich zur CNC-Bearbeitung?

Bei der Produktion von Kleinserien (unter 100 Teilen) ist AM im Allgemeinen kostengünstiger als die CNC-Bearbeitung. Es sind keine Werkzeuge erforderlich und die Vorlaufzeiten sind kürzer. Bei höheren Stückzahlen über 1000 Stück ist die CNC-Bearbeitung aufgrund des Materialabfalls bei AM kostengünstiger. Hybride Ansätze, die AM und maschinelle Bearbeitung kombinieren, können kostengünstige Lösungen für mittlere Stückzahlen bieten.

Wie groß sind Aluminiumteile, die mit 3D-Metalldruck hergestellt werden können?

Bei Pulverbetttechnologien wie DMLS und EBM beträgt die maximale Teilegröße etwa 500 mm x 500 mm x 500 mm. Großformatige Maschinen überschreiten die Abmessungen von 1 m x 1 m x 1 m. Beim Binder-Jetting und der gerichteten Energieabscheidung gibt es weniger Größenbeschränkungen, einige Maschinen erlauben Teile im Metermaßstab.

Welche Oberflächengüte ist bei der additiven Fertigung von Aluminium zu erwarten?

Die gedruckte Oberfläche von AM ist mit etwa Ra 10-25 Mikrometer relativ rau. Verschiedene Nachbearbeitungsschritte können dies deutlich verbessern:

• CNC-Bearbeitung - Ra 0,4 bis 6,3 Mikrometer
• Polieren - Ra < 1 Mikron
• Eloxieren - glatte, gleichmäßige Oberfläche für verbesserte Korrosionsbeständigkeit

Mit der richtigen Nachbearbeitung können AM-Teile aus Aluminium eine glatte Oberfläche erreichen, die mit der traditionellen Fertigung vergleichbar ist.

Welche Branchen nutzen die additive Fertigung von Aluminium?

Zu den Schlüsselindustrien, die Aluminium-AM einsetzen, gehören:

• Luft- und Raumfahrt - Flugzeugkomponenten, Halterungen, Triebwerksteile
• Automotive - Wärmetauscher, kundenspezifische Halterungen, Werkzeugbau
• Medizinisch - Zahnkronen, Implantate, chirurgische Instrumente
• Konsumgüter - Drohnenkomponenten, Sportgeräte, Gadgets
• Industrie - Vorrichtungen für Endanwendungen in der Fertigung und Montage

Aluminium-AM ermöglicht leichte, optimierte Designs in diesen Segmenten.

Welches Fachwissen ist für die interne Aluminium-AM erforderlich?

Die erfolgreiche Umsetzung von Aluminium-AM im eigenen Haus erfordert:

• AM-Ingenieure zur Optimierung von Konstruktionen und Qualifizierung von Prozessen
• Techniker für Betrieb und Wartung der Geräte
• Qualitätsteam zur Validierung von Teilen und Verfahren
• Pulverhandhabungstechniker, die in Gesundheit und Sicherheit geschult sind
• Bereitstellung von Strom, Kühlung, Gasversorgung und Abluft
• Software, Netzwerkunterstützung für AM-Datenmanagement

Es wird ein funktionsübergreifender Teamansatz empfohlen, um in der gesamten Organisation AM-Fachwissen aufzubauen.

Welche Normen gelten für die additive Fertigung von Aluminium?

Zu den wichtigsten Normen gehören:

• ISO/ASTM 52900 - Standardterminologie für AM
• ISO/ASTM 52921 - Norm für Anlagen für das Pulverbettschmelzverfahren
• ASTM F3001 - Norm für medizinische AM-Teile
• ASTM F3301 - Norm für die gerichtete Energieabscheidung von AM-Metallen
• ASTM F3302 - Norm für das Bindemittelstrahlen von AM-Metallen

Die Zertifizierung von Teilen nach diesen Normen ist ein Beweis für Qualitätsmanagement und Konformität.

Schlussfolgerung

Die additive Fertigung von Aluminium ermöglicht leichte, optimierte Aluminiumkomponenten für die Luft- und Raumfahrt, die Automobilindustrie, die Medizintechnik und den Konsumgütersektor. Mit der richtigen Prozesskenntnis und dem richtigen Fachwissen können Endverbrauchsteile aus Aluminium mit der schichtbasierten Flexibilität des 3D-Drucks hergestellt werden. Da die Aluminium-AM-Technologie immer ausgereifter wird, werden die Kosten sinken und die Akzeptanz dieses vielseitigen Metallmaterials weiter steigen.

mehr über 3D-Druckverfahren erfahren