Poudre d'aluminium pour l'impression 3D
Table des matières
poudre d'aluminium pour l'impression 3d est de plus en plus utilisé dans la fabrication additive pour créer des pièces légères et très résistantes dans tous les secteurs. Ce guide fournit une vue d'ensemble des poudres d'aluminium pour l'impression 3D.
Introduction à la poudre d'aluminium pour l'AM
L'aluminium est un matériau populaire pour l'impression 3D en raison de ses caractéristiques :
- Faible densité - 2,7 g/cc
- Résistance spécifique élevée
- Excellente conductivité thermique et électrique
- Bonne résistance à la corrosion
- Soudabilité et usinabilité
- Faibles coûts des matériaux
Principales propriétés de la poudre d'aluminium :
- Morphologie de la poudre sphérique
- Distribution contrôlée de la taille des particules
- Des niveaux de pureté élevés, supérieurs à 99,5% Al
- Dérivé d'aluminium recyclé dans certains cas
- Disponible pour les procédés binder jetting, DMLS, SLM
La poudre d'aluminium permet d'imprimer des composants légers impossibles à fabriquer par d'autres méthodes.
Types de poudres d'aluminium pour la fabrication additive
Diverses poudres d'alliage d'aluminium sont utilisées pour l'AM :
Types de poudre d'aluminium pour l'impression 3D
| Type | Description | Applications |
|---|---|---|
| AlSi10Mg | Alliage coulé avec du silicium et du magnésium | Aérospatiale, automobile |
| AlSi7Mg | Alliage de résistance modérée avec Si, Mg | Machines industrielles |
| 6061 | Alliage corroyé de résistance moyenne avec Mg, Si | Supports et fixations sur mesure |
| Série 5XXX | 5% magnésium pour la résistance | Outillage, marine |
| Aluminium pur | Aluminium non allié >99,7% | Gestion thermique, électrique |
Des alliages spécialisés sont qualifiés pour les techniques additives afin d'obtenir les mêmes propriétés que les alliages conventionnels.
Composition des poudre d'aluminium pour l'impression 3d
Composition typique des poudres d'alliage d'aluminium pour l'AM :
Composition des poudres d'impression d'aluminium
| Alliage | Al | Mg | Si | Fe | Cu | Mn |
|---|---|---|---|---|---|---|
| AlSi10Mg | Bal. | 0.2-0.5% | 9-11% | <0,55% | <0,05% | <0,45% |
| AlSi7Mg | Bal. | 0.1-0.5% | 6-8% | <1% | <0,1% | <0,1% |
| 6061 | Bal. | 0.8-1.2% | 0.4-0.8% | <0,7% | 0.15-0.4% | <0,15% |
| 5056 | Bal. | 4.5-6% | <0,4% | <0,5% | <0,1% | 0.1-0.5% |
Le silicium améliore la coulabilité et la fluidité. Le magnésium renforce la résistance. Les impuretés sont réduites au minimum pour permettre l'utilisation en AM.
Principales propriétés de la poudre d'impression d'aluminium
Propriétés de la poudre d'impression d'aluminium
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Densité | 2,7 g/cc |
| Point de fusion | 475-650°C |
| Conductivité thermique | 120-180 W/mK |
| Conductivité électrique | 35-38 MS/m |
| Résistance à la traction | 230-520 MPa |
| Élongation | 3-8% |
| Module d'Young | 68-72 GPa |
| Dureté | 65-100 HB |
Ces propriétés font de l'aluminium un matériau idéal pour la réalisation de pièces imprimées légères et conductrices de chaleur et d'électricité.
Caractéristiques de la poudre d'aluminium pour l'AM
Caractéristiques de la poudre d'aluminium
| Paramètres | Détails | Importance |
|---|---|---|
| Forme des particules | Sphérique | Améliore la fluidité |
| Répartition par taille | 10-100 μm | Contrôle la résolution des pièces |
| Densité apparente | 1,2-1,8 g/cc | Affecte la densité finale de la pièce |
| Débit | 20-30 s/50g | Indique la capacité d'étalement de la poudre |
| Teneur en oxyde | < 3% | Impacts sur le flux de poudre et le frittage |
| Teneur en hydrogène | < 0,15% | Réduit la porosité des pièces |
La sphéricité et la distribution contrôlée de la taille des particules sont essentielles pour les poudres AM d'aluminium.
Spécifications de la poudre d'impression aluminium
Spécifications de la poudre d'aluminium
| Paramètres | Plage/limite | Standard |
|---|---|---|
| Taille des particules | 10-63 μm | ASTM B214 |
| Densité apparente | > 0,80 g/cc | ASTM B212 |
| Débit de Hall | < 30 s/50g | ASTM B213 |
| Teneur en oxyde | < 3% | ASTM B237 |
| Composition en Mg, Si | Limites de l'alliage | ASTM B937 |
| Impuretés | Limites de Fe, Cu, Mn | ASTM B937 |
Les principales caractéristiques et la composition des poudres sont vérifiées par rapport à des spécifications normalisées.
Avantages de l'utilisation poudre d'aluminium pour l'impression 3d
Avantages de l'aluminium pour l'impression 3D
- Allègement - rapport résistance/poids élevé
- Réduction des déchets de matériaux
- Liberté de conception accrue et consolidation des pièces
- Élimination de l'outillage et de l'usinage
- Fabrication à la demande et juste à temps
- Conductivité thermique et électrique élevée
- Excellente résistance à la corrosion
- Bonne finition et post-traitement
- Rentabilité pour la production de volumes moyens
La fabrication additive à base de poudre d'aluminium offre des avantages significatifs par rapport aux techniques conventionnelles pour les pièces structurelles et fonctionnelles légères.
Applications des composants en aluminium imprimés en 3D
Applications industrielles de l'aluminium imprimé en 3D
| L'industrie | Composants |
|---|---|
| Aérospatiale | Supports de cellule, échangeurs de chaleur, aubes de turbine |
| Automobile | Châssis, pièces du groupe motopropulseur, intérieurs personnalisés |
| Industriel | Robotique, outillage, fixations, montages |
| Consommateur | Boîtiers électroniques, corps de drones |
| Architecture | Panneaux décoratifs, revêtements muraux |
| Médical | Implants orthopédiques, prothèses |
La fabrication additive permet d'obtenir des géométries d'aluminium auparavant impossibles, de consolider et de personnaliser les produits dans divers secteurs.
Comment choisir les fournisseurs de poudre pour imprimante à l'aluminium
Choisir un fournisseur de poudre d'aluminium
- Expérience de la production de poudres AM
- Possibilité de personnaliser les alliages et la taille des particules
- Qualité constante et reproductibilité
- Tarifs compétitifs et transparents
- Expertise technique et assistance à la clientèle
- Analyse des lots et données de certification
- Inventaire et délais de livraison plus courts
- Capacité à répondre aux fluctuations de la demande
- Approvisionnement responsable et durable
Un partenaire fiable dans le domaine des poudres d'aluminium fournit des poudres personnalisées et qualifiées adaptées aux exigences des applications.
Fabricants de poudre d'impression d'aluminium
Fournisseurs de poudre d'aluminium pour AM
| Entreprise | Localisation |
|---|---|
| Sandvik | Allemagne |
| AP&C | Canada |
| Praxair | ÉTATS-UNIS |
| Additif pour charpentier | ÉTATS-UNIS |
| Poudres et revêtements avancés | ÉTATS-UNIS |
| Technologie LPW | ROYAUME-UNI |
Ces fournisseurs de premier plan proposent des tailles de particules contrôlées, une morphologie sphérique, des alliages personnalisés et des données de qualification exhaustives pour garantir des impressions optimales.
Analyse des coûts de la poudre d'aluminium pour impression
Coût de la poudre d'aluminium
| Grade | Coût par kg |
|---|---|
| Aluminium pur | $50-$100 |
| AlSi10Mg | $55-$120 |
| Alliage 6061 | $60-$150 |
| Série 5XXX | $65-$140 |
Les prix dépendent de la composition de l'alliage, des niveaux d'impureté, des caractéristiques des particules et du volume d'achat. Économies significatives par rapport aux alliages de titane.
Comparaison de l'aluminium avec d'autres matériaux d'impression
Comparaison de la poudre d'aluminium avec des produits de substitution
| Paramètres | Aluminium | Titane | Acier inoxydable |
|---|---|---|---|
| Densité (g/cc) | 2.7 | 4.5 | 8.0 |
| Résistance à la traction (MPa) | 230-520 | 900-1200 | 500-1000 |
| Conductivité thermique (W/mK) | 120-180 | 7-16 | 15-30 |
| Conductivité électrique (MS/m) | 35-38 | 2.4 | 1.5 |
| Coût par kg | $50-$150 | $200-$500 | $20-$50 |
| Imprimabilité | Juste | Difficile | Excellent |
L'aluminium offre la meilleure combinaison de résistance, de poids, de conductivité et de coût. L'acier inoxydable est plus facile à imprimer mais plus lourd. Le titane représente un défi.
Questions fréquemment posées
Q : Quelle est la taille typique des particules de la poudre d'aluminium AM ?
R : La taille des particules est généralement comprise entre 10 et 45 microns, avec une distribution serrée autour de 20-35 microns pour un débit optimal et une haute résolution.
Q : Quelles sont les qualités d'aluminium compatibles avec l'impression 3D ?
R : Les alliages AlSi10Mg, AlSi7Mg et les alliages de la série 6xxx comme le 6061 ont été qualifiés. Les nuances 5XXX gagnent également en popularité en raison de leur plus grande résistance.
Q : Quel est le procédé d'AM le mieux adapté à l'aluminium ?
R : Le DMLS, le SLM et le binder jetting permettent d'imprimer de l'aluminium. Le jet de liant permet des vitesses de fabrication plus rapides, mais le DMLS et le SLM offrent de meilleures propriétés mécaniques.
Q : La poudre d'aluminium nécessite-t-elle des précautions particulières de manipulation ?
R : L'aluminium finement divisé peut être inflammable ou explosif dans l'air. Il est recommandé d'utiliser des boîtes à gants à gaz inerte pour le stockage et la manipulation.
Q : Des traitements thermiques sont-ils nécessaires pour l'aluminium imprimé en 3D ?
R : Oui, le traitement en solution, le vieillissement, le recuit ou le relâchement des contraintes peuvent être effectués pour obtenir les propriétés matérielles et les microstructures souhaitées.
Q : Quelles finitions de surface peut-on obtenir avec des pièces AM en aluminium ?
R : Les finitions imprimées d'environ 15 microns Ra peuvent être lissées jusqu'à moins de 1 micron Ra par sablage, meulage, ponçage et polissage.
Q : Les pièces imprimées en aluminium peuvent-elles avoir les mêmes propriétés que les alliages en vrac ?
R : Avec des paramètres et un post-traitement optimisés, les pièces additives peuvent atteindre des propriétés mécaniques égales ou supérieures à celles des alliages d'aluminium traités traditionnellement.
Q : Quels sont les principes de conception applicables à l'AM de l'aluminium ?
R : L'orientation de l'impression, des supports minimaux, des rayons internes généreux et la prise en compte des contraintes thermiques améliorent les résultats. Les épaisseurs de paroi supérieures à 1 mm sont préférables.
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MET3DP Technology Co. est un fournisseur de premier plan de solutions de fabrication additive dont le siège se trouve à Qingdao, en Chine. Notre société est spécialisée dans les équipements d'impression 3D et les poudres métalliques de haute performance pour les applications industrielles.
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