przyrostowa produkcja aluminium
Spis treści
Aluminium jest popularnym materiałem metalowym do produkcji addytywnej, cenionym za wysoki stosunek wytrzymałości do masy, doskonałą odporność na korozję, właściwości termiczne i parametry mechaniczne. Jako przyrostowa produkcja aluminium Wraz z rozwojem jakości i możliwości drukarek, nowe zastosowania o wysokiej wartości w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym, produktach konsumenckich i architekturze mogą korzystać ze złożonej produkcji części aluminiowych.
Niniejszy przegląd obejmuje zalety popularnych stopów aluminium stosowanych w procesach AM, takich jak laserowa synteza w złożu proszkowym (PBF-LB) i bezpośrednie osadzanie energii (DED), wraz z ich odpowiednimi właściwościami, procedurami obróbki końcowej, zastosowaniami i wiodącymi dostawcami. Tabele porównawcze podkreślają kompromisy między różnymi materiałami aluminiowymi i metodami AM.
![produkcja addytywna aluminium 1 przyrostowa produkcja aluminium](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/Stainless-Steel-OP431-Powder.jpg)
Przegląd przyrostowej produkcji aluminium
Kluczowe zalety aluminium w zastosowaniach AM:
- Lekkość - niska gęstość pomaga zmniejszyć wagę drukowanej części
- Wysoka wytrzymałość - wiele stopów aluminium ma granicę plastyczności przekraczającą 500 MPa.
- Doskonała odporność na korozję - zewnętrzna warstwa tlenku ochronnego
- Wysoka przewodność cieplna - potencjał rozpraszania ciepła
- Dobre właściwości w podwyższonych temperaturach - do 300-400°C
- Przewodzący prąd elektryczny - przydatny w elektronice
- Niski koszt - tańsze niż stopy tytanu lub niklu
- Możliwość recyklingu - proszki mogą być ponownie wykorzystane, co zmniejsza koszty materiałowe.
W połączeniu ze swobodą projektowania AM, aluminium umożliwia tworzenie lżejszych i wydajniejszych komponentów w różnych branżach. Udoskonalenia w produkcji proszków aluminiowych pozwalają na rozszerzenie możliwości wytwarzania gęstych części rywalizujących z odlewanymi i kutymi metalami.
Materiały proszkowe ze stopu aluminium dla AM
Stopy aluminium zoptymalizowane pod kątem produkcji addytywnej wykorzystują kontrolowaną produkcję cząstek proszku w połączeniu z inteligentnymi dodatkami stopowymi w celu poprawy właściwości.
Typowe składy stopów aluminium AM
Stop | Si% | Fe% | Cu% | Mn% | Mg% | Inne |
---|---|---|---|---|---|---|
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 | – |
Krzem jest powszechnie stosowanym środkiem wzmacniającym. Pierwiastki śladowe, takie jak Fe, Cu, Mg optymalizują właściwości. Unikalne stopy, takie jak Scalmalloy®, wykorzystują nanocząstki osadu skandowo-cyrkonowego, aby osiągnąć ultra-wysoką wytrzymałość przewyższającą stopy kute.
Kluczowe właściwości stopów aluminium AM
Stop | Wytrzymałość na rozciąganie | Gęstość | Głębokość penetracji warstwy |
---|---|---|---|
AlSi10Mg | 400-440 MPa | 2,67 g/cm3 | 70-100 μm |
AlSi7Mg0.6 | 420-500 MPa | 2,66 g/cm3 | 60-80 μm |
Scalmalloy® | Ponad 550 MPa | 2,68 g/cm3 | 50-70 μm |
Wyższe wytrzymałości ograniczają osiągalną głębokość pojedynczej warstwy przed koniecznością cykli przetapiania.
Specyfikacje dla przyrostowa produkcja aluminium
Krytyczne właściwości proszku, takie jak płynność, kształt cząstek i czystość chemiczna, decydują o jakości przetwarzania aluminium AM.
Normy rozkładu wielkości dla proszku Al
Pomiar | Typowa specyfikacja |
---|---|
Zakres rozmiarów | 15 - 45 μm |
Kształt cząsteczki | Głównie kulisty |
Mediana rozmiaru (D50) | 25-35 μm |
Ścisła kontrola nad rozkładem wielkości cząstek, morfologią i poziomami zanieczyszczeń zapewnia gęste, wolne od wad wydruki.
Normy chemiczne dla aluminiowych proszków do drukarek
Element | Limit składu |
---|---|
Tlen (O2) | 0.15% max |
Azot (N2) | 0.25% max |
Wodór (H2) | 0.05% max |
Ograniczenia dotyczące zanieczyszczeń gazowych zapobiegają rozległym porom lub wewnętrznym pustkom w drukowanych elementach aluminiowych.
Procedury przetwarzania końcowego dla przyrostowa produkcja aluminium
Powszechne metody obróbki końcowej części aluminiowych wytwarzanych addytywnie obejmują:
Techniki obróbki końcowej aluminium AM
Obróbka cieplna
Obróbka cieplna T6 - cykle nagrzewania i starzenia w celu poprawy wytrzymałości, twardości i plastyczności. Niezbędne dla uzyskania najwyższej wydajności mechanicznej w przypadku wielu stopów Al.
Wykończenie powierzchni
Obróbka skrawaniem, piaskowanie lub polerowanie powierzchni zewnętrznych zapewnia dokładność wymiarową i gładkie wykończenie powierzchni. Anodowanie może barwić i chronić powierzchnie aluminiowe.
HIP (prasowanie izostatyczne na gorąco)
Wysoka temperatura i ciśnienie minimalizują wewnętrzne puste przestrzenie i porowatość. Przydatne w zastosowaniach krytycznych pod względem szczelności, ale dodatkowy etap procesu.
Obróbka skrawaniem
Obróbka CNC elementów takich jak precyzyjne powierzchnie łożysk lub gwinty w częściach AM o kształcie siatki. Osiągnięto redukcję obróbki do 60% w porównaniu z tradycyjną produkcją.
Techniki wytwarzania przyrostowego dla aluminium
Nowoczesne drukarki 3D do metalu wykorzystują selektywne topienie laserowe, wiązki elektronów lub strumień spoiwa do konstruowania złożonych komponentów aluminiowych nieosiągalnych konwencjonalnymi metodami.
Porównanie procesów AM aluminium
Metoda | Opis | Korzyści | Ograniczenia |
---|---|---|---|
Fuzja w łożu proszkowym - laser | Laser selektywnie stapia obszary złoża proszku metalu | Dobra dokładność, właściwości materiału i wykończenie powierzchni | Stosunkowo wolne prędkości kompilacji |
Fuzja w złożu proszkowym - wiązka elektronów | Topienie wiązką elektronów w wysokiej próżni | Doskonała konsystencja, wysoka gęstość | Ograniczone opcje materiałów, wysokie koszty sprzętu |
Bezpośrednie osadzanie energii | Skupione źródło ciepła topi metalowy proszek w sprayu | Większe komponenty, naprawy | Gorsze wykończenie powierzchni, ograniczenia geometrii |
Binder Jetting | Spoiwo wtryskiwane w celu połączenia cząstek proszku | Bardzo szybkie tempo budowy, niższe koszty sprzętu | Słabsze parametry mechaniczne, konieczność spiekania wtórnego |
Laserowe metody druku proszkowego oferują obecnie najlepsze wszechstronne możliwości dla większości funkcjonalnych komponentów aluminiowych.
Zastosowania części aluminiowych AM
Lekkość, wysoka wytrzymałość i właściwości termiczne aluminium AM pozwalają sprostać wymaganiom:
Branże wykorzystujące części aluminiowe wytwarzane przyrostowo
Lotnictwo i kosmonautyka - wsporniki, usztywnienia, wymienniki ciepła, komponenty UAV
Motoryzacja - niestandardowe wsporniki, układy napędowe, podwozia i układy przeniesienia napędu
Przemysłowy - lekka robotyka i oprzyrządowanie, prototypowanie
Architektura - zdobienia, niestandardowa sztuka metaliczna
Konsument - elektronika, produkty niestandardowe
Aluminium AM uwalnia nowe możliwości projektowe, idealne do złożonych zastosowań o krytycznym znaczeniu.
Dostawcy aluminiowych proszków do drukarek
Proszki ze stopów aluminium o wysokiej czystości, specjalnie zoptymalizowane pod kątem procesów produkcji addytywnej, są oferowane przez głównych dostawców materiałów metalicznych:
Wiodące firmy produkujące proszek aluminiowy
Firma | Popularne gatunki stopów | Typowa cena/kg |
---|---|---|
AP&C | A20X, A205, stopy niestandardowe | $55 – $155 |
Sandvik Osprey | AlSi10Mg, AlSi7Mg0.6, Scalmalloy® | $45 – $220 |
Technologia LPW | AlSi10Mg, Scalmalloy® | $85 – $250 |
Praxair | AlSi10Mg, AlSi7Mg0.6 | $50 – $120 |
Ceny różnią się w zależności od wybranego stopu, specyfikacji wielkości proszku, ilości partii i wymaganych certyfikatów.
![produkcja addytywna aluminium 8 przyrostowa produkcja aluminium](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/Niobium-Powder.jpg)
FAQ
Jaki stop aluminium najlepiej nadaje się do laserowej syntezy proszkowej AM?
AlSi10Mg oferuje najlepszą wszechstronność drukowania, właściwości mechaniczne i odporność na korozję dla większości zastosowań z laserowym drukowaniem proszkowym 3D stopów aluminium.
Jaki rozkład wielkości cząstek jest zalecany dla proszków aluminiowych AM?
Krzywa gaussowska o średnim rozmiarze pomiędzy 25-35 μm zapewnia optymalną gęstość złoża proszku i równomierne topienie w większości popularnych urządzeń do laserowej syntezy złoża proszku.
Dlaczego Scalmalloy jest uważany za zaawansowany stop aluminium?
Scalmalloy wykorzystuje jednolitą strukturę wzmocnioną wytrącaniem, zapewniając niezrównaną wytrzymałość przy zachowaniu przyzwoitego wydłużenia i odporności na pękanie dzięki nowatorskiemu składowi zawierającemu skand, nieosiągalnemu w konwencjonalnej metalurgii aluminium.
Czy obróbka cieplna powinna być stosowana po produkcji dodatków z aluminium?
Tak, obróbka cieplna poprawia mikrostrukturę i właściwości mechaniczne wielu stopów aluminium AM. Typowa obróbka T6 obejmuje podgrzewanie roztworu, a następnie sztuczne starzenie, co skutkuje znaczną poprawą właściwości dzięki zjawiskom wzmacniającym wytrącanie.
Jakie wykończenia powierzchni są możliwe w przypadku części aluminiowych AM?
Po niektórych operacjach obróbki, szlifowania, piaskowania i/lub polerowania, chropowatość powierzchni (Ra) poniżej 10 μm jest osiągalna dla komponentów aluminiowych wytwarzanych addytywnie, w zależności od zastosowanego procesu AM. Bardziej intensywne wykończenie może zapewnić powierzchnie lustrzane klasy optycznej. Typowe wykończenia obejmują również anodowanie w celu zwiększenia odporności na korozję lub zużycie w połączeniu z opcjami barwienia.
Udostępnij
Facebook
Twitter
LinkedIn
WhatsApp
E-mail
MET3DP Technology Co., LTD jest wiodącym dostawcą rozwiązań w zakresie produkcji addytywnej z siedzibą w Qingdao w Chinach. Nasza firma specjalizuje się w sprzęcie do druku 3D i wysokowydajnych proszkach metali do zastosowań przemysłowych.
Zapytaj o najlepszą cenę i spersonalizowane rozwiązanie dla Twojej firmy!
Powiązane artykuły
Informacje o Met3DP
Odtwórz wideo
Ostatnia aktualizacja
Nasz produkt
KONTAKT
Masz pytania? Wyślij nam wiadomość teraz! Po otrzymaniu wiadomości obsłużymy Twoją prośbę całym zespołem.
![metalowe logo 3dp małe](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/metal-3dp-logo-small.png)
Proszki metali do druku 3D i produkcji addytywnej
PRODUKT
cONTACT INFO
- Miasto Qingdao, Shandong, Chiny
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731