Aluminio AlSi7Mg Polvo

El polvo de aluminio AlSi7Mg es un polvo de aleación de aluminio que contiene silicio y magnesio como principales elementos de aleación. Este avanzado material de ingeniería ofrece una solidez, soldabilidad y resistencia a la corrosión excepcionales, además de excelentes propiedades térmicas.

El polvo de AlSi7Mg se ha revelado como un material versátil para procesos de fabricación aditiva de metales como la fusión selectiva por láser (SLM) y el sinterizado directo de metales por láser (DMLS). Su composición única le confiere características mecánicas superiores y lo hace adecuado para estructuras ligeras.

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Índice

El polvo de aluminio AlSi7Mg es un polvo de aleación de aluminio que contiene silicio y magnesio como principales elementos de aleación. Este avanzado material de ingeniería ofrece una solidez, soldabilidad y resistencia a la corrosión excepcionales, además de excelentes propiedades térmicas.

El polvo de AlSi7Mg se ha convertido en un material versátil para procesos de fabricación aditiva de metales como la fusión selectiva por láser (SLM) y el sinterizado directo de metales por láser (DMLS). Su composición única le confiere características mecánicas superiores y lo hace idóneo para componentes estructurales ligeros en los sectores aeronáutico, aeroespacial y automovilístico.

Tipos de polvo de aluminio AlSi7Mg

El polvo de aleación AlSi7Mg está disponible en diferentes distribuciones de tamaño en función de los requisitos del proceso de AM metálica:

TipoGama de tamaños de partículas
Grado fino15 - 45 micras
Grado medio45 - 105 micras
Grado grueso105 - 150 micras

Las partículas de polvo más finas tienen mayor superficie y mejoran la densidad del lecho de polvo, así como la resolución de las piezas impresas. Sin embargo, tienden a ser más reactivas y requieren manipulación con gas inerte.

Por otro lado, las partículas más gruesas mejoran el flujo del polvo y reducen los riesgos de seguridad. Pero ofrecen menor resolución y precisión para componentes complejos impresos en 3D.

Composición de AlSi7Mg

La composición nominal del polvo de aleación de aluminio AlSi7Mg es:

ElementoGama de composición
Aluminio (Al)Saldo
Silicio (Si)6,5 - 7,5 wt%
Magnesio (Mg)0,45 - 0,55 wt%
Hierro (Fe)0,55 wt% max
Cobre (Cu)0,05 wt% max
Manganeso (Mn)0,45 wt% max
Zinc (Zn)0,10 wt% max
Titanio (Ti)0,15 wt% max

El alto contenido en silicio y magnesio de esta aleación de aluminio en polvo genera precipitados finos durante la solidificación. Esto imparte un fortalecimiento significativo a través de mecanismos de endurecimiento por precipitación....

Propiedades principales del polvo de AlSi7Mg

El AlSi7Mg posee una combinación única de características materiales que lo hacen idóneo para la fabricación aditiva:

PropiedadValor
Densidad2,68 g/cc
Punto de fusión575 - 585 grados C
Conductividad térmica150 - 180 W/m-K
Expansión térmica21 - 24 x 10-6 /K
Módulo de elasticidad72 - 77 GPa
Resistencia a la tracción430 - 490 MPa
Alargamiento a la rotura8 – 10%
Dureza Brinell95 – 110
Estabilidad a altas temperaturasExcelente
Resistencia a la corrosiónMuy buena

Algunas de las principales ventajas del polvo de AlSi7Mg son:

  • Elevada relación resistencia/peso
  • Estabilidad dimensional a temperaturas elevadas
  • Acabado superficial extremadamente liso de las piezas impresas
  • Excelente resistencia a la corrosión, especialmente en atmósferas marinas
  • Fácil tratamiento posterior y buena maquinabilidad
  • Soldabilidad superior a la de otras calidades de aluminio

Aplicaciones del polvo AlSi7Mg

Las versátiles propiedades del material AlSi7Mg permiten su uso en diversos sectores:

IndustriaAplicaciones
AeroespacialSoportes estructurales, componentes de motores, entramados complejos
AviaciónComponentes del fuselaje, conductos, conductos
AutomociónPiezas de chasis, cubos, impulsores
MarinaHerrajes de cubierta, soportes de antena, cascos de embarcaciones
IndustrialIntercambiadores de calor, equipos de proceso
ConsumidoresCarcasas de electrónica, mods, accesorios

La excepcional relación resistencia-peso del AlSi7Mg, combinada con la excelente precisión dimensional de la impresión metálica en 3D, permite optimizar diseños más ligeros en aplicaciones de transporte.

Especificaciones del polvo de AlSi7Mg

El polvo de AlSi7Mg para procesos de fabricación aditiva debe ajustarse a estrictos parámetros de calidad.

ParámetroRequisitos
Forma de las partículasMorfología esférica + satélites permitidos
Distribución granulométricaD10 > 10 micras; D90 < 100 micras
Densidad aparente> 60% de densidad sólida
Caudal> 15 s / 50 g
Contenido en humedad< 0,1 wt%
Contenido de oxígeno< 0,5 wt%
Contenido en nitrógeno< 0,5 wt%
Contenido en hidrógeno< 0,2 wt%

El objetivo de los fabricantes es maximizar la reciclabilidad del polvo y minimizar la variación de estos parámetros mediante estrictos marcos de control de calidad.

Proveedores globales de polvo de AlSi7Mg

Algunos de los principales proveedores mundiales de polvo de aleación de AlSi7Mg son:

EmpresaMarcasTamaños de partículas disponiblesPrecios
SandvikÁguila pescadora + Ampal15-45 um | 45-105 um$90 - $110 por kg
CarpinteroALSi7Mg15-53 um | 53-150 um$80 - $100 por kg
Tecnología LPWLPW AlSi7Mg15-45 um$100 - $140 por kg
TLS TécnicaAlSi7Mg0410-45 um | 45-106 um$75 - $90 por kg
Polvos AMCAlSi7Mg SLM10-45 um$70 - $100 por kg

Los precios varían en función del volumen del pedido, el tamaño del lote, los distribuidores regionales y las opciones de personalización.

Comparación entre AlSi7Mg y AlSi10Mg en la AM metálica

AlSi10Mg es otra aleación de aluminio muy utilizada en los procesos de fusión en lecho de polvo:

 AlSi7MgAlSi10Mg
Contenido en silicio6,5 - 7,5 wt%9 - 11 wt%
Densidad2,68 g/cc2,67 g/cc
Resistencia a la tracción430 - 490 MPa400 - 460 MPa
DuctilidadMás altoBaja
SoldabilidadExcelenteModerado
Acabado superficialMás suaveMás áspero
CosteMás altoBaja

Mientras que el AlSi10Mg ofrece una mejor asequibilidad e imprimibilidad, el AlSi7Mg proporciona un rendimiento mecánico, una resistencia a la corrosión y unas características de postprocesado superiores.

Ventajas y limitaciones del AlSi7Mg

Algunas de las principales ventajas del polvo de AlSi7Mg son:

Ventajas:

  • Excelente relación resistencia/peso para aligerar el peso
  • Elevada dureza y buena ductilidad
  • Excelente resistencia a la corrosión
  • Excelente estabilidad térmica a altas temperaturas
  • Acabado superficial más liso que AlSi10Mg
  • Mejor soldabilidad que otras aleaciones de Al

Limitaciones:

  • Mayor coste que el polvo de AlSi10Mg
  • Menor temperatura máxima de funcionamiento que las aleaciones de aluminio con mayor contenido de Si
  • La reactividad con la humedad atmosférica y el oxígeno requiere una manipulación cuidadosa
  • Menor conductividad térmica que el aluminio puro y las aleaciones de cobre
  • Se necesitan más soportes durante la impresión debido a la menor imprimibilidad

Avances recientes en la investigación con AlSi7Mg

La investigación en curso sobre el polvo de AlSi7Mg se centra en:

  • Refinamiento del grano mediante nuevas composiciones de aleación y tratamientos térmicos para obtener microestructuras ultrafinas que mejoran sustancialmente el límite elástico, la resistencia a la tracción y la vida a fatiga.
  • Mejora de la superficie mediante técnicas avanzadas de acabado como el mecanizado por flujo abrasivo, el pulido láser y el electropulido para minimizar las vulnerabilidades causadas por la porosidad y mejorar el rendimiento funcional.
  • Tecnologías de unión incluida la soldadura por agitación de fricción y otros procesos de estado sólido para permitir la integración, reparación y modificación de componentes de AlSi7Mg fabricados aditivamente para prolongar su vida útil.
  • cualificación y certificación mediante pruebas exhaustivas de materiales y caracterización de procesos siguiendo normas industriales para desarrollar marcos de especificación para un uso final fiable en sistemas de misión crítica.

Muchos fabricantes de equipos originales están colaborando directamente con proveedores de polvo de AlSi7Mg para impulsar formulaciones personalizadas adaptadas a sus aplicaciones específicas. Las áreas de interés abarcan la creación de capacidades predictivas en torno a la evolución de la microestructura, el comportamiento térmico, la mitigación de defectos, la cuantificación de la anisotropía y la garantía de calidad a escala industrial.

Estos esfuerzos continuados ampliarán la gama de altas prestaciones de la fabricación aditiva de metales con la aleación AlSi7Mg y extenderán su adopción a múltiples sectores.

PREGUNTAS FRECUENTES

PreguntaRespuesta
¿Es AlSi7Mg endurecible por precipitación?Sí, el AlSi7Mg puede endurecerse por precipitación mediante un tratamiento térmico adecuado para alcanzar la máxima resistencia.
¿Por qué se prefiere el AlSi7Mg al AlSi10Mg en determinadas aplicaciones?El AlSi7Mg proporciona mejores propiedades mecánicas, como resistencia a la tracción y dureza, junto con una resistencia a la corrosión y soldabilidad superiores a las del AlSi10Mg.
¿Cuál es la rugosidad superficial típica que se consigue con las piezas de AlSi7Mg AM?Las piezas impresas en AlSi7Mg presentan un acabado superficial excepcional, con valores medios de rugosidad (Ra) que oscilan entre 5 y 15 micras.
¿Cuáles son las alternativas al polvo de AlSi7Mg?Otras opciones son AlSi10Mg, AlSi12, Scalmalloy, aleación de aluminio 6061 y titanio Ti64, entre otras.
¿Cuál es el nivel de tolerancia típico de los componentes de AlSi7Mg AM?Las tolerancias dimensionales de hasta +/- 0,3% se consiguen de forma rutinaria para piezas impresas de AlSi7Mg basándose en parámetros optimizados y en la complejidad geométrica.
¿Qué tipos de postprocesado se utilizan habitualmente en las piezas de AlSi7Mg AM?El postprocesado típico incluye - Eliminación de soportes > Tratamiento térmico > Mejora de la superficie - esmerilado/pulido > Inspección de calidad.

 

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