additieve productie aluminium
Inhoudsopgave
Aluminium is een populair metaalmateriaal voor additive manufacturing, gewaardeerd om zijn hoge sterkte-gewichtsverhouding, uitstekende corrosiebestendigheid, thermische eigenschappen en mechanische prestaties. Als additieve productie aluminium kwaliteit en de mogelijkheden van printers verbeteren, kunnen nieuwe hoogwaardige toepassingen in de ruimtevaart, auto-industrie, consumentenproducten en architectuur profiteren van de productie van complexe aluminium onderdelen.
Dit overzicht behandelt de voordelen van veel voorkomende aluminiumlegeringen die gebruikt worden in AM processen zoals laser powder bed fusion (PBF-LB) en direct energy deposition (DED), samen met hun bijbehorende eigenschappen, post-processing procedures, toepassingen en toonaangevende leveranciers. Vergelijkende tabellen benadrukken de afwegingen tussen verschillende aluminium materialen en AM methoden.
![additieve vervaardiging aluminium 1 additieve productie aluminium](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/Stainless-Steel-OP431-Powder.jpg)
Overzicht van additieve aluminiumproductie
Belangrijkste voordelen van aluminium voor AM-toepassingen:
- Lichtgewicht - lage dichtheid helpt het gewicht van geprinte onderdelen te verminderen
- Hoge sterkte - veel aluminiumlegeringen hebben een vloeigrens van meer dan 500 MPa
- Uitstekende corrosiebestendigheid - beschermende oxide buitenlaag
- Hoge thermische geleidbaarheid - potentieel voor warmteafvoer
- Goede eigenschappen bij verhoogde temperaturen - tot 300-400°C
- Elektrisch geleidend - handig voor elektronicatoepassingen
- Lage kosten - minder duur dan titanium of nikkellegeringen
- Recyclebaarheid - poeders kunnen worden hergebruikt waardoor materiaalkosten worden verlaagd
In combinatie met de ontwerpvrijheid van AM maakt aluminium lichtere, beter presterende onderdelen mogelijk in verschillende industrieën. Verfijningen in de productie van aluminiumpoeder maken het mogelijk om dichte onderdelen te maken die kunnen wedijveren met gegoten en gesmede metallurgie.
Aluminiumlegering poedermaterialen voor AM
Aluminiumlegeringen die geoptimaliseerd zijn voor additieve productie maken gebruik van gecontroleerde productie van poederdeeltjes in combinatie met intelligente toevoegingen van legeringen om de eigenschappen te verbeteren.
Veel voorkomende aluminium AM-legering samenstellingen
Legering | Si% | Fe% | Cu% | Mn% | Mg% | Ander |
---|---|---|---|---|---|---|
AlSi10Mg | 9-11 | <1 | <0.5 | <0.45 | 0.2-0.45 | – |
AlSi7Mg0,6 | 6-8 | <1 | <0.5 | <0.45 | 0.55-0.6 | – |
Scalmalloy® | 4-6 | 0.1-0.3 | <0,1 | <0,1 | 0.4-0.7 | Zr Sc |
C35A | 3-5 | 0.6 | 3.0-4.0 | 0.2-0.7 | 0.25-0.8 | – |
A20X | 3-5 | 0.6 | 3.5-4.5 | 0.2-0.8 | 0.05-0.5 | – |
Silicium is een veelgebruikte versterker. Sporenelementen zoals Fe, Cu, Mg optimaliseren de eigenschappen. Unieke legeringen zoals Scalmalloy® gebruiken nanodeeltjes van scandium-zirkonium neerslag om ultrahoge sterktes te bereiken die smeedlegeringen overtreffen.
Belangrijkste kenmerken van aluminium AM legeringen
Legering | Treksterkte | Dikte | Diepte laagpenetratie |
---|---|---|---|
AlSi10Mg | 400-440 MPa | 2,67 g/cc | 70-100 μm |
AlSi7Mg0,6 | 420-500 MPa | 2,66 g/cc | 60-80 μm |
Scalmalloy® | Meer dan 550 MPa | 2,68 g/cc | 50-70 μm |
Hogere sterktes beperken de haalbaarheid van een enkele laagdikte voordat hersmeltcycli nodig zijn.
Specificaties voor additieve productie aluminium
Kritische poederkenmerken zoals vloeibaarheid, deeltjesvorm en chemische zuiverheid bepalen de kwaliteit van aluminium AM-processen.
Groottedistributienormen voor al-poeder
Meting | Typische specificatie |
---|---|
Maatbereik | 15 - 45 μm |
Deeltjesvorm | Meestal bolvormig |
Mediaanmaat (D50) | 25-35 μm |
Strenge controle over de verdeling van de deeltjesgrootte, morfologie en verontreinigingsniveaus zorgt voor dichte defectvrije geprinte onderdelen.
Chemienormen voor aluminium drukpoeders
Element | Samenstellingslimiet |
---|---|
Zuurstof (O2) | Maximaal 0,15% |
Stikstof (N2) | Maximaal 0,25% |
Waterstof (H2) | Maximaal 0,05% |
Beperkingen op gasvormige onzuiverheden voorkomen uitgebreide porositeit of interne holtes in geprinte aluminium onderdelen.
Procedures voor nabewerking voor additieve productie aluminium
Gangbare nabewerkingsmethoden voor additief vervaardigde aluminium onderdelen zijn onder andere:
Aluminium AM nabewerkingstechnieken
Hittebehandeling
T6 warmtebehandeling - Oplosverwarmings- en verouderingscycli om sterkte, hardheid en vervormbaarheid te verbeteren. Essentieel voor de hoogste mechanische prestaties bij veel Al-legeringen.
Oppervlakteafwerking
Bewerking, parelstralen of polijsten van buitenoppervlakken zorgt voor maatnauwkeurigheid en een gladde oppervlakteafwerking. Anodiseren kan aluminium oppervlakken kleuren en beschermen.
HIP (Hot Isostatic Pressing)
Hoge temperatuur + druk minimaliseert interne holtes en porositeit. Nuttig voor lekkritische toepassingen, maar een extra processtap.
Bewerking
CNC-bewerking van onderdelen zoals precisielageroppervlakken of schroefdraad in AM onderdelen met een netto vorm. Bewerkingsreducties tot 60% ten opzichte van traditionele productie.
Technieken voor additief produceren van aluminium
Moderne metalen 3D printers maken gebruik van selectief lasersmelten, elektronenbundels of binder jetting om complexe aluminium onderdelen te maken die met conventionele methodes onbereikbaar zijn.
Vergelijking van aluminium AM processen
Methode | Beschrijving | Voordelen | Beperkingen |
---|---|---|---|
Poederbedfusie – Laser | Laser smelt selectief gebieden van metaalpoederbed | Goede nauwkeurigheid, materiaaleigenschappen en oppervlakteafwerking | Relatief trage opbouwsnelheden |
Poederbedfusie – elektronenbundel | Smelten met elektronenbundels in hoog vacuüm | Uitstekende consistentie, hoge dichtheid | Beperkte materiaalopties, hoge materiaalkosten |
Directe energieafzetting | Gerichte hittebron smelt metaalpoederspray | Grotere onderdelen, reparaties | Slechtere oppervlakteafwerking, geometrische beperkingen |
Binder jetting | Bindmiddel spuit om poederdeeltjes samen te voegen | Zeer hoge bouwsnelheden, lagere materiaalkosten | Zwakkere mechanische prestaties, secundaire sintering nodig |
Lasergebaseerde poederbedmethoden bieden tegenwoordig de beste allround mogelijkheden voor de meeste functionele aluminium onderdelen.
Toepassingen voor aluminium AM-onderdelen
De lichtgewicht, hoge sterkte en thermische eigenschappen die aluminium AM mogelijk maakt, passen bij de eisen van:
Industrieën die additief vervaardigde aluminium onderdelen gebruiken
Lucht- en ruimtevaart - beugels, verstijvers, warmtewisselaars, UAV-onderdelen
Automobiel - aangepaste beugels, aandrijflijn-, chassis- en aandrijflijnsystemen
Industrieel - lichtgewicht robotica en gereedschap, prototyping
Architectuur - versiering, aangepaste metaalkunst
Klant - elektronica, aangepaste producten
Aluminium AM ontsluit nieuwe ontwerpmogelijkheden die perfect zijn voor complexe bedrijfskritische toepassingen.
Leveranciers van aluminium drukpoeders
Poeders van hoogzuivere aluminiumlegeringen die specifiek geoptimaliseerd zijn voor additieve productieprocessen worden aangeboden door grote leveranciers van metaalhoudende materialen:
Toonaangevende bedrijven in aluminiumpoeder
Bedrijf | Algemene legeringkwaliteiten | Prijs/Kg |
---|---|---|
AP&C | A20X, A205, aangepaste legeringen | $55 – $155 |
Sandvik Visarend | AlSi10Mg, AlSi7Mg0.6, Scalmalloy®. | $45 – $220 |
LPW-technologie | AlSi10Mg, Scalmalloy®. | $85 – $250 |
Praxair | AlSi10Mg, AlSi7Mg0,6 | $50 – $120 |
De prijzen variëren op basis van de keuze van de legering, de specificaties voor de poedergrootte, de partijhoeveelheden en de vereiste certificeringen.
![additieve vervaardiging aluminium 8 additieve productie aluminium](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/Niobium-Powder.jpg)
FAQ
Welke aluminiumlegering is het meest geschikt voor laser poederbedfusie AM?
AlSi10Mg biedt de beste allround printbaarheid, mechanische eigenschappen en corrosiebestendigheid voor de meeste toepassingen met laser poederbed 3D printen van aluminiumlegeringen.
Welke deeltjesgrootteverdeling wordt aanbevolen voor aluminium AM-poeders?
Een Gaussische curve met een gemiddelde grootte tussen 25-35 μm zorgt voor een optimale dichtheid van het poederbed en een uniform smeltgedrag met de meest gebruikte laserfusiemachines.
Waarom wordt Scalmalloy beschouwd als een geavanceerde aluminiumlegering?
Scalmalloy maakt gebruik van een uniforme neerslag versterkte structuur voor ongeëvenaarde sterkte met behoud van fatsoenlijke rek en breuktaaiheid door middel van een nieuwe scandium bevattende samenstelling onbereikbaar met conventionele aluminium metallurgie.
Moet warmtebehandeling worden toegepast na additieve vervaardiging met aluminium?
Ja, warmtebehandeling verbetert de microstructuur en verbetert de mechanische eigenschappen van veel aluminium AM-legeringen. Een typische T6 behandeling bestaat uit oplossingverwarming gevolgd door kunstmatige veroudering, wat resulteert in significante verbeteringen van de eigenschappen door precipitatieversterking.
Welke oppervlakteafwerkingen zijn mogelijk met AM aluminium onderdelen?
Na een aantal bewerkings-, slijp-, schuur- en/of polijstbewerkingen zijn oppervlakteruwheidswaarden (Ra) onder de 10 μm haalbaar voor additief geproduceerde aluminium onderdelen, afhankelijk van het gebruikte AM-proces. Intensievere afwerking kan optische spiegeloppervlakken opleveren. Veel voorkomende afwerkingen zijn anodiseren voor verbeterde corrosie- of slijtage-eigenschappen in combinatie met kleuropties.
Delen op
Facebook
Twitteren
LinkedIn
WhatsAppen
E-mail
MET3DP Technology Co, LTD is een toonaangevende leverancier van additieve productieoplossingen met hoofdkantoor in Qingdao, China. Ons bedrijf is gespecialiseerd in 3D printapparatuur en hoogwaardige metaalpoeders voor industriële toepassingen.
Onderzoek om de beste prijs en een op maat gemaakte oplossing voor uw bedrijf te krijgen!
gerelateerde artikelen
Over Met3DP
Video afspelen
Recente update
Ons product
NEEM CONTACT MET ONS OP
Nog vragen? Stuur ons nu een bericht! Na ontvangst van uw bericht behandelen wij uw verzoek met een heel team.
![metalen 3dp-logo klein](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/metal-3dp-logo-small.png)
Metaalpoeders voor 3D printen en additieve productie
BEDRIJF
PRODUCT
contact informatie
- Qingdao-stad, Shandong, China
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731