金属3Dプリンティング用AlSi10Mg：決定版ガイド

AlSi10Mgは、金属3Dプリンティングで使用される一般的なアルミニウム合金で、機械的特性、重量、耐食性、印刷適性の優れた組み合わせを提供します。この記事では、AlSi10Mgの組成、特性、印刷パラメータ、用途、サプライヤーなど、包括的な概要を紹介し、金属AMの意思決定に役立てます。

概要 AlSi10Mg合金

AlSi10Mgは強度、溶接性、耐食性に優れたアルミニウム鋳造合金です。鋼と比較して密度が低いため、完成部品の軽量化が可能です。シリコンとマグネシウムの添加により良好な流動特性が得られ、AlSi10Mgは様々な金属3Dプリンティングプロセスで広く使用されている合金です。

主な特性と特徴

• アルミ合金、10%シリコン、0.3%マグネシウム
• 低密度 - 2.68 g/cm3
• 優れた強度と硬度
• 優れた耐食性
• 良好な溶接性と機械加工性
• 幅広く入手でき、比較的安価
• 最適な機械的特性を得るための熱処理が必要

金属3Dプリントプロセス： 選択的レーザー溶融(SLM)、電子ビーム溶融(EBM)、直接金属レーザー焼結(DMLS)

アプリケーション 航空宇宙、自動車、モータースポーツ、工業部品、ヘルスケア

標準： AMS 4150, AlSi10Mg(Fe)

AlSi10Mg部品の機械的特性

AlSi10Mgは、熱処理によって最適な強度と硬度を得るために析出硬化されます。正確な特性値は、製造パラメータ、方向、後処理によって異なります。

AlSi10Mg 機械的性質

特性に影響を与える要因： ビルド方向、層厚、レーザーパラメーター、熱処理、機械加工

熱処理： 溶体化熱処理後エージング処理

主な利点:鋼鉄より高い強度重量比、優れた耐食性

金属3Dプリント用AlSi10Mgの印刷

AlSi10Mgは、良好な機械的特性を備えた完全な高密度部品を実現するために、金属3Dプリンティングプロセスに合わせて最適化されたプリンティングパラメーターを必要とする。

AlSi10Mgの印刷：プロセス比較

主な印刷ガイドライン：

• 層間の熱入力を一定に保つ
• 45°以上のオーバーハングにはサポート構造を使用する。
• 残留応力を低減するための部品の方向付け
• 均一な層厚とハッチ間隔

後処理： 熱処理、熱間静水圧プレス（HIP）、機械加工、研削、研磨

AlSi10Mgの3Dプリンティングへの応用

軽量、高強度、耐食性に優れたAlSi10Mg合金は、航空宇宙、自動車、産業、ヘルスケアなど幅広い分野で使用されている。

• AlSi10Mgは、従来の方法では製造不可能な軽量構造を可能にする
• 部品を統合し、トポロジーを最適化する能力により、パフォーマンスが向上
• 3Dプリンティングは、鋳造プロセスと比較して、カスタマイズされた少量生産が可能である。

どこで買う AlSi10Mgパウダー 積層造形用

AMプロセス用に調整された高純度AlSi10Mg粉末は、大手金属粉末サプライヤーから入手可能です：

AlSi10Mg 粉末 供給者

• 価格帯 $100-150 USD/kg
• 完全な組成と粒度分布のデータを提供する信頼できるサプライヤーから購入する。
• 流動性が良く、密度の高い微粉末（～25～45μm）を使用する。

パウダーの主な特徴：

• 真球度85%以上、流動性25s/50g以上。

キログラムあたりのAlSi10Mg粉末価格

金属3Dプリンティング用AlSi10Mg粉末の価格は、以下のような要因に依存する：

• 粉体の品質と真球度
• 購入数量
• サプライヤー・ブランド

一般的な価格帯1kgあたり$100～$150

500kg以上の大量注文は、最大限のコスト削減が可能です。5kg未満の少量のR&Dは、プレミアム価格で販売しています。

Kg あたりの AlSi10Mg 価格 - 比較

• 価格は1kgの場合
• カスタム合金とより厳しいふるい分けは、より高い価格帯で利用可能
• アジア太平洋価格 約 20% 下落

コスト削減のヒント:

• 複数の大手サプライヤーの価格を比較
• 40%までの数量割引で、1kgあたりのレートを引き下げます。
• 最終用途に使用する前に、プロトタイピング用に低グレードのパウダーを使用することを検討する。

AlSi10Mgを金属3Dプリント用に購入する際は、競争力のある価格で購入し、最適な粉末の仕様や予算についてAMの専門家と相談してください。

AlSi10Mg部品の設計ガイドラインと限界

AlSi10Mg部品を設計する際には、合金の特性とAMプロセスの制約を考慮してください：

AlSi10Mg 設計ルール

• 大きな張り出し、支持されていない形状を最小限に抑える
• 反りを防止し、公差を維持するための構造的なサポートを含む。
• 熱勾配による残留応力を低減する東洋

ポストマシニング

• 熱処理による被削性の低下
• 精密穴あけ、はめ込みによく必要な仕上げ加工

制限事項 対鋳造部品：

• 100台未満の少量生産ではコストが高い
• プリンタの寸法によって制約される最大部品サイズ

AlSi10Mg合金に関するよくある質問

Q: AlSi10Mgは容易に溶接できますか？

A: はい、AlSi10MgはTIG溶接のような溶接プロセスで溶接できます。4043アルミニウム合金を使用してください。より強度の高い2XXXや7XXXのアルミニウム合金に比べ、優れた溶接性を持っています。

Q: AlSi10Mgの部品を研磨できますか？

A: AlSi10Mgプリント部品は、サンディング、機械加工、グラインディング、機械的または化学的に研磨して、滑らかな表面仕上げを得ることができます。溶体化熱処理や時効処理は、合金が軟化する前の方が後処理が容易です。

Q: AlSi10Mgは医療用インプラントに生体適合性がありますか？

A: はい、適切な後処理が行われれば、AlSi10MgはASTM F3001に準拠したグレードの高いインプラント材料となります。密度が99.5%以上であることを確認し、使用前に適切な細胞増殖試験を行ってください。

Q: AlSi10Mgは熱処理が必要ですか？

A: 最適な機械的性質と析出硬化による硬度を得るためには、溶体化熱処理（540℃）とそれに続く時効処理（150～170℃）を強く推奨します。

Q: AlSi10Mgの部品で達成可能な精度と表面仕上げは？

A: AlSi10MgのAM部品では、±100μmまでの寸法精度が可能です。製造時の表面粗さは、中程度の仕上げ加工で8～15μm（Ra）ですが、精密CNC加工では1μm未満に改善されます。