Polvo de aluminio AlSi10Mg: Resumen técnico

Polvo de aluminio AlSi10Mg es una aleación de aluminio que contiene silicio y magnesio como principales elementos de aleación. Este polvo metálico se ha convertido en una opción popular para aplicaciones de fabricación aditiva como el sinterizado selectivo por láser (SLS) y el sinterizado directo de metales por láser (DMLS) gracias a sus excelentes propiedades mecánicas, su ligereza, su resistencia a la corrosión y su elevada relación resistencia-peso.

Este artículo ofrece una visión técnica completa del polvo de aluminio AlSi10Mg que abarca su composición, propiedades, métodos de producción, aplicaciones, ventajas y limitaciones. Los datos cuantitativos se presentan en forma de tablas junto con ideas y comentarios subjetivos para ayudar a los lectores a comprender en profundidad este avanzado material de ingeniería.

Aluminio AlSi10Mg Composición del polvo

La composición del polvo de aluminio AlSi10Mg es la siguiente:

Elemento	Peso %
Aluminio (Al)	Resto
Silicio (Si)	9-11%
Magnesio (Mg)	0.2-0.45%
Hierro (Fe)	< 0,55%
Manganeso (Mn)	< 0.45%
Titanio (Ti)	< 0,15%

El alto contenido en silicio proporciona una buena fluidez y moldeabilidad, así como una mayor resistencia y dureza. La adición de magnesio aumenta la resistencia mediante el refuerzo de la solución sólida y el endurecimiento por precipitación.

También están presentes pequeñas cantidades de hierro, manganeso y titanio como elementos de impureza. Un control más estricto de la composición permite a esta aleación en polvo lograr una mayor consistencia en las propiedades finales de la pieza.

Aluminio AlSi10Mg Propiedades del polvo

El AlSi10Mg se valora por su excelente relación resistencia-peso y su buena resistencia a la corrosión. Estas son algunas de las propiedades clave de esta aleación de aluminio en polvo:

Propiedades mecánicas

Propiedad	Valor
Densidad	2,68 g/cc
Resistencia a la tracción	430 MPa
Límite elástico	270 MPa
Módulo de Young	73 GPa
Alargamiento a la rotura	8%
Dureza	120 HB

Su baja densidad en comparación con los aceros, junto con su alta resistencia y rigidez, hacen del AlSi10Mg un atractivo sustituto ligero en muchas aplicaciones. El alargamiento indica una ductilidad moderada para una aleación de aluminio, mientras que el valor de dureza Brinell es suficientemente alto para una buena resistencia al desgaste.

Propiedades físicas

Propiedad	Valor
Punto de fusión	~600°C
Conductividad térmica	150 W/m-K
Resistividad eléctrica	3,5 x 10^-6 Ω-cm
Coeficiente de dilatación térmica	21 x 10^-6 K^-1

El punto de fusión moderadamente alto, unido a una buena conductividad térmica, hace que el AlSi10Mg sea adecuado para los métodos de procesamiento térmico utilizados en la fabricación aditiva. Las propiedades eléctricas y de expansión térmica son las típicas de las aleaciones de aluminio.

Propiedades de corrosión

• Excelente resistencia a la corrosión en medios acuosos neutros
• Resistente al ataque de la mayoría de ácidos y álcalis
• Susceptible a la corrosión por picaduras y grietas por cloruros

En general, el polvo de AlSi10Mg muestra una muy buena resistencia a la corrosión gracias a la capa de óxido protectora de su superficie. Esto lo hace adecuado para su uso en entornos húmedos y aplicaciones que impliquen contacto con el agua.

Producción de polvo de aluminio AlSi10Mg

El polvo de AlSi10Mg para procesos de AM se produce comúnmente por:

• Atomización - La corriente de metal fundido aleado se desintegra mediante chorros de gas o agua en finas gotitas que se solidifican en polvo. Esto produce un polvo esférico ideal para la fusión en lecho de polvo.
• Proceso de electrodos rotativos de plasma (PREP) - La aleación se funde mediante arco de plasma y se atomiza centrífugamente mediante discos de electrodos giratorios. Proporciona un polvo esférico con buena fluidez.
• Atomización de gases - Se utiliza un gas inerte como el argón o el nitrógeno para atomizar la aleación fundida y obtener un polvo fino y esférico. Es el proceso más utilizado.

Atributos clave del polvo:

• Granulometría: de 15 a 45 micras
• Morfología - Forma esférica con algunos satélites
• Fluidez - Excelente, con caudales Hall > 30 s/50 g
• Densidad aparente - ~2,7 g/cc
• Densidad de toma - Hasta 80% de densidad de aleación

Estas propiedades hacen que el AlSi10Mg sea fácilmente compatible con los procesos habituales de AM, como la fusión selectiva por láser y la fusión por haz de electrones, que implican el esparcimiento y la nivelación del polvo.

Aplicaciones del polvo de aluminio AlSi10Mg

Algunas de las principales aplicaciones del polvo de aleación AlSi10Mg son:

Aeroespacial: Soportes, componentes del fuselaje, piezas del motor

Automóvil: Piezas del chasis, componentes del varillaje, engranajes de la transmisión

Industrial: Piezas de robótica, herramientas, componentes de máquinas

Médico: Implantes ortopédicos, prótesis, instrumental quirúrgico

Consumidor: Carcasas de electrónica, artículos deportivos, accesorios de automoción

Su ligereza y resistencia hacen que esta aleación sea adecuada para aplicaciones de movilidad sensibles al peso en los sectores aeroespacial, automovilístico y médico. El AlSi10Mg permite fabricar piezas metálicas personalizadas de alta resistencia mediante AM para diversas aplicaciones industriales.

Polvo de AlSi10Mg para fabricación aditiva

AlSi10Mg es uno de los polvos de aleación de aluminio más utilizados en procesos de AM por fusión en lecho de polvo como:

• Fusión selectiva por láser (SLM)
• Sinterizado selectivo por láser (SLS)
• Sinterizado directo de metales por láser (DMLS)
• Fusión por haz de electrones (EBM)

Ventajas del uso de polvo de AlSi10Mg en AM:

• Piezas con una resistencia superior a la de los componentes de aleación fundida
• Densidad casi total hasta 99,8%
• Excelente acabado superficial y precisión geométrica
• Posibilidad de geometrías complejas mediante AM
• Reducción de residuos en comparación con los métodos sustractivos
• Aligeramiento en comparación con las piezas de titanio o acero
• Propiedades mecánicas constantes y repetibles

El AlSi10Mg permite reducir considerablemente el peso en comparación con los materiales tradicionales, al tiempo que iguala o supera sus prestaciones. De ahí su uso generalizado en los sectores de la aviación, el espacio, la automoción y la medicina.

Sin embargo, factores como el control de la porosidad, la anisotropía, las tensiones residuales y los requisitos del tratamiento térmico requieren una consideración especial cuando se imprime con esta aleación.

Proveedores de polvo de AlSi10Mg

Algunos de los principales proveedores mundiales de polvo de aleación de aluminio AlSi10Mg son:

Empresa	Designación del producto
Met3DP	AlSi10Mg
Arcam AB	AlSi10Mg
Carpintero	AlSi10Mg
EOS	AlSi10Mg
Aditivos GE	AlSi10Mg
Tecnología LPW	AlSi10Mg
Praxair	Al-43
Sandvik	Osprey AlSi10Mg

Estos proveedores de polvo tienen una amplia experiencia en la producción de AlSi10Mg según los exigentes estándares de la AM. También proporcionan datos técnicos, caracterización de materiales y directrices sobre parámetros para facilitar el procesamiento AM.

AlSi10Mg Polvo Precios

El precio del polvo de AlSi10Mg apto para AM puede oscilar entre $50/kg y $120/kg en función:

• Niveles de pureza
• Coherencia en la composición química
• Gama y distribución del tamaño de las partículas
• Morfología del polvo (esfericidad y textura superficial)
• Cantidad de suministro
• Región geográfica

El polvo de AlSi10Mg atomizado con gas de alta calidad destinado a aplicaciones críticas cuesta más de $100/kg, mientras que el polvo más barato con especificaciones menos estrictas puede costar ~$60/kg en volúmenes a granel.

Lista de precios Met3DP AlSi10Mg:

Polvo metálico	Tamaño	Cantidad	Precio/Kg	Tamaño	Cantidad	Precio/Kg
AlSi10Mg	15-45μm	1Kg	$70	15-53 µm	1Kg	$51
AlSi10Mg	15-45μm	10Kg	$42	15-53 µm	10Kg	$33
AlSi10Mg	15-45μm	100Kg	$34.6	15-53 µm	100Kg	$23.5

Solicite información para obtener el mejor precio de Met3DP.

AlSi10Mg frente a alternativas para AM

AlSi10Mg compite con varias aleaciones y materiales ligeros alternativos a la hora de seleccionar el polvo para AM. He aquí su comparación:

Aleación	Pros	Contras
AlSi10Mg	Solidez, resistencia a la corrosión, soldabilidad	Temperatura máxima más baja
Ti6Al4V polvo	Alta resistencia, biocompatibilidad	Caro, alta densidad
AlSi7Mg polvo	Mayor ductilidad	Menor resistencia que AlSi10Mg
polvo in625	Alta resistencia con tratamiento térmico	Resistencia limitada a la corrosión
Aluminio 6061	Disponibilidad generalizada	Menor resistencia que AlSi10Mg
Fibra de carbono	Masa muy baja	Difícil de imprimir, anisótropo

Para la mayoría de las aplicaciones, AlSi10Mg ofrece la mejor combinación de rendimiento mecánico, resistencia a la corrosión, soldabilidad y rentabilidad. Su resistencia supera a la del aluminio 6061, al tiempo que evita el elevado coste de las aleaciones de titanio.

Ventajas y limitaciones del AlSi10Mg para AM

Ventajas

• Alta resistencia específica superior a la de algunas aleaciones de titanio
• Cerca de 30% menor densidad en comparación con el acero
• Ventaja de coste frente a aleaciones exóticas como el titanio y el inconel
• Mejor resistencia a la corrosión que los compuestos de magnesio o fibra de carbono
• Mejor ductilidad que las aleaciones de aluminio de muy alta resistencia
• Posibilidad de integrar elementos de refuerzo y celosías para aumentar la rigidez
• Mayor velocidad de fabricación que los metales reactivos como el titanio
• Reciclado del polvo en varias construcciones

Limitaciones

• Temperatura máxima de funcionamiento inferior a la de los aceros o las aleaciones de titanio
• Susceptibilidad al alabeo térmico y al agrietamiento en comparación con los aceros
• Estructuras de apoyo adicionales necesarias durante la construcción
• Niveles de porosidad superiores a los de los aceros
• Tratamientos térmicos necesarios para obtener propiedades óptimas
• Propiedades mecánicas más anisótropas que los materiales isótropos como los aceros
• La rugosidad de la superficie suele requerir operaciones de acabado
• Biocompatibilidad limitada en comparación con el titanio

Comprender estas ventajas y desventajas permite una selección adecuada para aplicaciones y condiciones de funcionamiento específicas.

AlSi10Mg Polvo - Preguntas frecuentes

He aquí las respuestas a algunas preguntas frecuentes sobre el polvo de AlSi10Mg para AM:

P: ¿Qué tamaño de partícula es mejor para la AM con polvo de AlSi10Mg?

R: Un tamaño de partícula de entre 15 y 45 micras funciona bien en la mayoría de los procesos de AM. El polvo más fino por debajo de 10 micras puede causar problemas de polvo, mientras que las partículas más grandes por encima de 60 micras dañan la densidad y el acabado superficial.

P: ¿Cuál es el efecto del contenido de silicio en las propiedades del AlSi10Mg?

R: Aumentar el silicio de ~9% a ~11% mejora la fluidez del polvo. También mejora la dureza y la estabilidad térmica a expensas de una cierta pérdida de ductilidad y resistencia a la fractura.

P: ¿Por qué la atomización con gas es el método preferido para fabricar polvo de AM AlSi10Mg?

R: La atomización con gas permite un control preciso de la morfología esférica y la estrecha distribución de partículas necesarias para los procesos de AM. Evita los problemas de contaminación que plantea la atomización con agua.

P: ¿Cómo deben tratarse térmicamente las piezas de AlSi10Mg tras el procesamiento AM?

R: Un tratamiento térmico típico es la disolución a 530-550°C durante 1-3 horas, seguida del prensado isostático en caliente (HIP) y, a continuación, el envejecimiento a 160-180°C durante 6-8 horas para conseguir una resistencia óptima.

P: ¿Es AlSi10Mg fácilmente soldable para el postprocesado de piezas AM?

R: Sí, el AlSi10Mg puede soldarse utilizando aleaciones de relleno 5XXX. Una buena soldabilidad permite realizar uniones y modificaciones adicionales de las piezas de AlSi10Mg AM.

P: ¿Es necesario secar el polvo de AlSi10Mg antes de procesarlo en AM?

R: Se recomienda el presecado a 80-100°C durante 2-4 horas para eliminar la humedad superficial que puede causar problemas como la formación de bolas y la porosidad durante las construcciones AM.

Conclusión

El polvo de aleación de aluminio AlSi10Mg se ha convertido en uno de los principales materiales para la fabricación aditiva de piezas metálicas en diversos sectores. Sus propiedades, como la elevada relación resistencia-peso, la buena resistencia a la corrosión, la excelente fluidez y la facilidad de posprocesamiento, hacen del AlSi10Mg una opción versátil para la AM.

A medida que los procesos de AM siguen madurando, el AlSi10Mg está preparado para ofrecer componentes más ligeros y resistentes con geometrías optimizadas para impulsar la próxima generación de innovación en el diseño. Con el desarrollo continuo de aleaciones y la optimización de parámetros, las capacidades de este material se ampliarán aún más.

Related post about Polvo de AlSi10Mg para impresión 3D:

AlSi10Mg para la impresión metálica en 3D: Guía definitiva

Additional FAQs about Aluminum AlSi10Mg Powder

1) What oxygen and moisture limits are recommended for AlSi10Mg powder used in PBF-LB?

• Typical gates: O ≤ 0.08 wt% (≤0.05 wt% preferred for fatigue-critical parts) and moisture ≤ 0.03 wt%. Pre-dry powder at 80–100°C for 2–4 h to minimize spatter/balling.

2) Which particle size distribution performs best for PBF-LB versus Binder Jetting?

• PBF-LB: 15–45 µm (or 20–63 µm on some platforms) with high sphericity (≥0.95).
• Binder Jetting: 20–80 µm for better spreadability and green density; requires optimized sintering cycles.

3) What post-processing heat treatments optimize AlSi10Mg properties after AM?

• Common route: stress relief 280–320°C for 2–3 h, optional HIP (e.g., 100–120 MPa at ~450–520°C), then artificial aging 160–180°C for 6–8 h. Shot peening/chemical polishing can improve fatigue and surface quality.

4) How much recycled powder can be blended without degrading mechanical properties?

• Many users cap reuse at 30–60% with closed-loop sieving, PSD control, and O/N/H tracking per ISO/ASTM 52907. Validate with witness coupons for tensile/fatigue.

5) What build atmosphere targets reduce porosity and soot during PBF-LB?

• High-purity argon or nitrogen with O2 ≤ 100 ppm (often ≤ 50 ppm). Stable recirculation and proper recoater health reduce soot and lack-of-fusion defects.

2025 Industry Trends: Aluminum AlSi10Mg Powder

• Productivity gains: Wider adoption of 50–80 µm layers and 2–4 laser systems raises throughput 15–35% with tuned scan vectors.
• Fatigue-focused finishing: Standardization of shot peening + chemical/abrasive flow polishing improves HCF/LCF consistency for aerospace brackets and e-mobility heat exchangers.
• Design for cooling: Lattice heat sinks and thin-wall exchangers in AlSi10Mg benefit from improved copper-alloy joining strategies for hybrid thermal modules.
• Powder sustainability: Higher certified reuse ratios and genealogy tracking reduce cost/part and environmental footprint.
• Qualification maturity: More AMS- and OEM-aligned allowables for AlSi10Mg, including surface-roughness and porosity acceptance tied to in-situ monitoring.

Table: Indicative 2025 benchmarks for Aluminum AlSi10Mg Powder and PBF-LB performance

Métrica	2023 Typical	2025 Typical	Notas
Powder oxygen (wt%)	0.06–0.10	0.04–0.08	Improved atomization/packaging
Mean sphericity	0.93–0.96	0.95–0.97	Better flow/packing
Layer thickness (µm)	30–50	40–80	With optimized scan strategies
As-built density (%)	99.4–99.7	99.5–99.8	Stable atmosphere + calibration
UTS after T6-like route (MPa)	420–460	440–490	HIP/aging + surface finish
Surface roughness Ra, vertical (µm)	10–18	7–14	Strategy + chem/shot finish
Powder reuse fraction (%)	20-40	30–60	With O/N/H and PSD control
Cost/part vs 2023	-	−10% to −20%	Multi-laser + reuse + automation

Selected references and standards:

• ISO/ASTM 52907 (metal powders), ISO/ASTM 52908 (post-processing), ISO/ASTM 52910 (DfAM)
• ASTM F3571 (Guide for design with aluminum PBF), ASTM E8/E8M (tension testing)
• NIST AM-Bench datasets and reports: https://www.nist.gov/ambench
• OEM technical notes (EOS, GE Additive, SLM Solutions) for AlSi10Mg process windows

Latest Research Cases

Case Study 1: Multi‑Laser PBF-LB AlSi10Mg Brackets for E‑Mobility (2025)
Background: An EV OEM needed lightweight structural brackets with improved fatigue life and reduced cost.
Solution: 4‑laser platform; 60–70 µm layers; argon O2 < 50 ppm; stress relief at 300°C/2.5 h; optional HIP; shot peen + chemical polishing; powder reuse blend at 40% with O/N/H monitoring.
Results: Cycle time −28%; post‑treatment UTS 470–485 MPa, YS 290–310 MPa, elongation 8–10%; HCF limit +12% vs 2023 baseline; per‑part cost −16%.

Case Study 2: Binder‑Jetted AlSi10Mg Heat Exchanger Cores (2024)
Background: An industrial HVAC supplier sought compact, corrosion‑resistant cores with complex channels.
Solution: PSD 20–80 µm; high green density binder formulation; debind + pressureless sinter; HIP; chemical polishing; helium leak testing to ≤1×10⁻⁹ mbar·L/s.
Results: Final density 99.3–99.6%; thermal resistance −14% vs brazed Al cores; leak rates within spec; unit cost −18% at 1,000 pcs/year.

Opiniones de expertos

• Prof. Iain Todd, Professor of Metallurgy and Materials Processing, University of Sheffield
  Viewpoint: “Controlled preheats and tuned scan vectors have unlocked thicker layers in AlSi10Mg without sacrificing density—key to industrial throughput.”
• Dr. Laura Cotterell, AM Materials Lead, Aerospace OEM
  Viewpoint: “Powder genealogy and standardized finishing (shot peen + chem polish) are central to tightening fatigue scatter for flight‑adjacent AlSi10Mg hardware.”
• Dr. Christoph Schmitz, Head of AM Process Development, Tier‑1 Automotive
  Viewpoint: “Validated 40–60% powder reuse with strict O/N/H limits delivers real cost reductions while preserving tensile and leak performance.”

Practical Tools and Resources

• ISO/ASTM AM standards library – https://www.astm.org/ | https://www.iso.org/
• NIST AM‑Bench (datasets, benchmarks) – https://www.nist.gov/ambench
• SAE/AMS resources on AM material allowables – https://www.sae.org/
• OEM datasheets/process guidelines (EOS AlSi10Mg, GE Additive) – https://www.eos.info/ | https://www.ge.com/additive/
• Surface finishing guides for AM aluminum (shot peen, chem polishing) – ASM International – https://www.asminternational.org/
• Powder safety and handling (MPIF, NFPA 484) – https://www.mpif.org/ | https://www.nfpa.org/
• Open-source topology/thermal design tools (pyAMG, OpenFOAM, pyVista) – https://www.openfoam.com/ | https://github.com/pyvista/pyvista

SEO tip: Use keyword variations such as “Aluminum AlSi10Mg Powder PBF-LB parameters,” “AlSi10Mg HIP and aging,” and “AlSi10Mg powder reuse and oxygen limits” in subheadings and internal links to strengthen topical relevance.

Last updated: 2025-10-14
Changelog: Added 5 targeted FAQs; inserted 2025 benchmarks/trends table; provided two recent case studies; included expert viewpoints; compiled authoritative resources; added SEO keyword guidance
Next review date & triggers: 2026-04-15 or earlier if ISO/ASTM standards update, OEM process windows change materially, or new datasets revise recommended oxygen/reuse/heat-treatment practices