stop aluminium 7050 w proszku

Przegląd Proszek ze stopu aluminium 7050

Aluminium 7050 to wysokowytrzymały stop aluminium powszechnie stosowany w przemyśle lotniczym. Najważniejsze informacje o proszku ze stopu aluminium 7050:

• Zawiera cynk, magnez i miedź jako podstawowe pierwiastki stopowe.
• Charakteryzuje się doskonałym stosunkiem wytrzymałości do masy i odpornością na korozję.
• Używany do krytycznych części konstrukcyjnych, podwozia, elementów kadłuba w przemyśle lotniczym.
• Dostępny w postaci proszku do procesów wytwarzania przyrostowego, takich jak selektywne topienie laserowe (SLM) i topienie wiązką elektronów (EBM).
• Metody produkcji proszków obejmują atomizację gazową, atomizację plazmową i kriomielenie.
• Właściwości proszku, takie jak rozkład wielkości cząstek i morfologia, zoptymalizowane pod kątem AM.

Typowe zastosowania części z aluminium 7050

Lekka wytrzymałość stali 7050 sprawia, że nadaje się ona do produkcji wysokowydajnych części konstrukcyjnych w różnych branżach.

Specyfikacja proszku aluminiowego 7050

Utrzymanie stałej charakterystyki proszku ma kluczowe znaczenie dla wysokiej jakości przetwarzania AM.

Sprzęt do produkcji i obsługi proszków aluminiowych

Wymagany jest specjalistyczny sprzęt do przenoszenia proszku, aby zapobiec utlenianiu i zanieczyszczeniu.

Dostawcy proszku aluminiowego 7050

Cena zależy od czystości, dystrybucji, wielkości partii, jakości i innych parametrów. Małe partie badawczo-rozwojowe są zazwyczaj droższe.

Jak wybrać dostawcę proszku aluminiowego 7050?

Kluczowe czynniki przy wyborze dostawcy proszku aluminiowego 7050:

• Doświadczenie - Poszukaj uznanego dostawcy z dużym doświadczeniem technicznym w zakresie proszków ze stopów aluminium. Zapewnia to wyższą jakość i spójność.
• Zdolność produkcyjna - Dostawca powinien być w stanie wyprodukować spójne partie spełniające określony rozkład wielkości, morfologię, czystość itp.
• Systemy jakości - Certyfikacja ISO 9001 lub AS9100 oznacza niezawodną kontrolę i zapewnienie jakości.
• Wiedza techniczna - Produkcja proszków wymaga znacznej wiedzy z zakresu metalurgii i materiałoznawstwa. Należy upewnić się, że dostawcy ją posiadają.
• Możliwości testowania - Dostawca powinien w pełni przetestować wszystkie partie proszku i dostarczyć szczegółowe dane certyfikacyjne.
• Responsywność - Powinni szybko odpowiadać na zapytania, prośby o wycenę, próbki itp.
• Obsługa klienta - Wybierz dostawcę, który zapewnia dobre doradztwo techniczne i wsparcie w zakresie aplikacji.

Wybierz dostawcę zaznajomionego z potrzebami branży AM i specyficznymi wymaganiami aplikacji.

Jak zoptymalizować proszek 7050 do przetwarzania AM?

Postępuj zgodnie z poniższymi wskazówkami podczas przygotowywania proszku aluminium 7050 do produkcji addytywnej:

• Zacznij od proszku atomizowanego gazem o wysokiej czystości i kontrolowanym rozkładzie wielkości cząstek (np. 20-45 μm).
• W celu uzyskania optymalnej gęstości upakowania i rozprzestrzeniania się należy stosować kulistą morfologię proszku. Należy unikać cząstek satelitarnych.
• Proszek należy przechowywać w szczelnym, obojętnym środowisku, aby zapobiec utlenianiu. Konieczne może być suszenie środkiem osuszającym.
• Spójna charakterystyka nowych partii proszków - skład, rozkład wielkości, morfologia, szybkość przepływu, zawartość tlenków.
• Wymieszaj wszystkie składniki stopu jednorodnie, aby zapobiec gradientom składu w drukowanych częściach.
• W przypadku SLM należy stosować minimalną grubość warstwy równą 8-12-krotności wielkości cząstek proszku.
• Dostosuj moc lasera, aby uzyskać pełne stopienie i gęstość bez nadmiernego parowania.
• Zminimalizowanie kontaktu proszku z tlenem/wilgocią podczas drukowania w celu ograniczenia utleniania.
• Rozważ klasyfikację i przesiewanie proszku z recyklingu w celu odświeżenia rozkładu wielkości i płynności.

Współpracuj z dostawcami proszku i maszyn AM, aby określić idealne właściwości proszku i parametry drukowania.

Zasady projektowania części AM z aluminium 7050

Projektując części z aluminium 7050 do produkcji addytywnej, należy wziąć pod uwagę poniższe wytyczne:

• Należy stosować ścianki o minimalnej grubości 1-2 mm, aby zapewnić wystarczającą wytrzymałość. Cieńsze ścianki mogą pękać.
• Konstrukcja z kątowymi przejściami zamiast ostrych narożników w celu zmniejszenia koncentratorów naprężeń.
• Unikaj zwisów przekraczających 45°, aby wyeliminować potrzebę stosowania dodatkowych wsporników.
• Ustawić orientację części tak, aby zminimalizować wymagania dotyczące podparcia i uniknąć kolizji z ostrzem powlekarki.
• Uwzględnienie niższej wytrzymałości 20-50% w poziomie i w pionie ze względu na anizotropię wynikającą z konstrukcji warstwowej.
• Umożliwia usunięcie 0,3-0,5 mm materiału po obróbce w celu poprawy wykończenia powierzchni.
• W miarę możliwości konsoliduj podzespoły w jedną drukowaną część, aby zmniejszyć wagę i zminimalizować liczbę elementów złącznych.
• W zamkniętych pojemnikach należy umieścić otwory wentylacyjne, aby zapobiec wzrostowi ciśnienia podczas przetwarzania.

Weryfikacja projektów za pomocą symulacji analizy elementów skończonych i rzeczywistych prób budowy AM.

Obróbka końcowa części z aluminium 7050 AM

Powszechne techniki obróbki końcowej stosowane w przypadku komponentów z aluminium 7050 z nadrukiem as-print obejmują:

• Wsparcie usuwania za pomocą narzędzi ręcznych lub rozpuszczania w roztworach żrących.
• Odciążająca obróbka cieplna w temperaturze 300°C przez 2 godziny. Zapobiega pękaniu.
• Obróbka skrawaniem - frezowanie i toczenie CNC w celu poprawy precyzji wymiarowej i wykończenia powierzchni. Używanie sztywnych ustawień i ostrych narzędzi.
• Śrutowanie lub szlifowanie zmniejsza chropowatość powierzchni. Należy kontrolować media, aby zapobiec ich osadzaniu.
• Wykończenie wibracyjne wygładza powierzchnie i usuwa przylegające cząstki.
• Anodowanie zwiększa twardość i odporność na korozję.
• Powłoka metalowa poprawia odporność na zużycie lub przewodność.
• Procesy łączenia, takie jak wkręcanie lub nitowanie w celu montażu komponentów. Możliwe są również kleje.

Na wszystkich etapach obróbki końcowej należy korzystać z usług wykwalifikowanych operatorów zaznajomionych ze stopami aluminium.

Integracja drukowanych części 7050 z zespołami

Pomyślna integracja drukowanych w 3D części z aluminium 7050 w zespołach i produktach końcowych:

• Dokładnie oczyść powierzchnie z pozostałości proszku, warstw utleniania lub innych zanieczyszczeń. W razie potrzeby użyj gratowania chemicznego lub termicznego.
• W razie potrzeby nakładaj powłoki ochronne - anodowanie, malowanie, malowanie proszkowe. Poprawia trwałość.
• Podczas projektowania interfejsów i połączeń należy wziąć pod uwagę niższą plastyczność w porównaniu z odlewanym lub kutym aluminium.
• Uwzględnienie różnic w rozszerzalności cieplnej podczas łączenia komponentów AM z częściami wykonanymi z innych materiałów.
• Wybór optymalnych technik łączenia - kleje, elementy złączne, lutowanie twarde i spawanie mogą być stosowane w zależności od obciążeń.
• Podczas integracji może być konieczna obróbka cieplna - na przykład odprężanie struktur nośnych AlSi10Mg.
• Weryfikacja funkcjonalności zespołu w oczekiwanych warunkach użytkowania poprzez prototypowanie i testowanie.

Współpraca z inżynierami produkcji w całym procesie integracji w celu zapewnienia spełnienia wymagań dotyczących wydajności.

Obsługa i konserwacja drukowanych części aluminiowych 7050

Aby uzyskać najlepszą wydajność komponentów z aluminium 7050 produkowanych addytywnie podczas eksploatacji:

• Należy pracować w zalecanych granicach wysokiej temperatury w oparciu o specyfikację stopu. Długotrwała ekspozycja na temperaturę powyżej 120°C przyspiesza utwardzanie wydzieleniowe.
• Unikaj nadmiernych obciążeń, które skutkują ugięciem, deformacją lub uszkodzeniem zmęczeniowym. Części AM mają niższą plastyczność.
• W środowiskach korozyjnych należy stosować anodowane lub malowane powłoki ochronne. Stal 7050 jest podatna na korozję bez ochrony.
• Okresowo sprawdzaj krytyczne wymiary i parametry pod kątem zużycia, pęknięć lub zniekształceń wskazujących na problem.
• Zdemontuj mechanizmy i w razie potrzeby nałóż świeży smar/olej - zapobiegnie to zatarciu w miarę upływu czasu.
• W ramach środków zapobiegawczych należy wymieniać komponenty, których przewidywany okres eksploatacji zbliża się do końca.
• Monitoruj ręcznie lub za pomocą badań nieniszczących rozwój wad, takich jak pęknięcia, podczas rutynowych okresów konserwacji.

Opracowywanie szczegółowych planów i harmonogramów konserwacji części we współpracy z inżynierami projektowymi i testowymi w celu zapewnienia wydajności w trakcie eksploatacji.

Zalety i wady aluminium 7050 AM w porównaniu z tradycyjnymi metodami

Zalety produkcji addytywnej z wykorzystaniem proszku aluminium 7050:

• Możliwe jest wytwarzanie złożonych geometrii i lekkich siatek.
• Nie wymaga inwestycji w oprzyrządowanie dla małych i średnich wielkości produkcji.
• Szybkie prototypowanie nowych projektów i niestandardowych części na żądanie.
• Zmniejszona ilość odpadów - używaj tylko wymaganej ilości materiału.
• Możliwość konsolidacji podzespołów w pojedyncze części drukowane.
• Krótsze terminy rozwoju w porównaniu z tradycyjnymi metodami produkcji.

Ograniczenia do rozważenia:

• Wyższy koszt pojedynczej części w przypadku małych wolumenów produkcji, chociaż efekty skali AM mogą być korzystne.
• Ograniczenia maksymalnego rozmiaru części w oparciu o objętość wydruku drukarki.
• W celu uzyskania ostatecznych właściwości materiału i tolerancji często konieczna jest dodatkowa obróbka końcowa.
• Anizotropowe właściwości dzięki drukowaniu warstwa po warstwie.
• Ograniczenia łańcucha dostaw materiałów proszkowych klasy lotniczej.
• Niższa ciągliwość i trwałość zmęczeniowa niż w przypadku kutego aluminium 7050.

Ocena zalet i wad w odniesieniu do wielkości produkcji, docelowych kosztów, potrzeb jakościowych i konkretnych wymagań aplikacji.

FAQ

P: Jaki zakres wielkości cząstek jest zalecany dla proszku AM z aluminium 7050?

O: Zazwyczaj 20-45 mikronów, ze ściśle kontrolowanym rozkładem. Zbyt drobne cząstki powodują problemy z obsługą, a zbyt duże negatywnie wpływają na gęstość.

P: Do jakich zastosowań wykorzystywane są części AM z aluminium 7050?

O: Głównie elementy konstrukcyjne w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym i wysokowydajnych maszynach, w których krytyczny jest wysoki stosunek wytrzymałości do masy.

P: Czy proszek aluminiowy 7050 wymaga specjalnych środków ostrożności przy przechowywaniu?

Tak, proszek 7050 jest bardzo podatny na utlenianie. Musi być przechowywany w próżniowo zamkniętych workach z osuszaczami i przy minimalnej ekspozycji na powietrze.

P: Jakie metody obróbki końcowej są powszechnie stosowane w przypadku części 7050 AM?

O: Usuwanie podpór, odprężanie, obróbka skrawaniem, piaskowanie, anodowanie i galwanizacja. Zastosuj wszelkie kroki potrzebne do integracji, takie jak mocowanie.

P: Czy obróbka cieplna jest wymagana dla części 7050 AM?

O: Tak, 7050 jest zwykle odprężany w temperaturze 300°C przez 2 godziny po wydrukowaniu, aby zapobiec pękaniu z powodu naprężeń wewnętrznych.

P: Jaką gęstość można osiągnąć w przypadku optymalnie przetworzonych części AM z aluminium 7050?

Gęstość powyżej 99% jest osiągalna przy starannej kontroli jakości proszku i ustawieniu idealnych parametrów SLM/EBM.

P: Czy można spawać komponenty z aluminium 7050 AM?

O: Tak, zgrzewanie tarciowe z przemieszaniem jest zalecane w przypadku aluminiowych części AM. Konwencjonalne spawanie zmienia lokalne właściwości materiału.

P: Jakie środki ostrożności są wymagane podczas pracy z proszkami aluminiowymi?

O: Stosować sprzęt ochronny, aby zapobiec wdychaniu lub kontaktowi ze skórą. Należy kontrolować poziom pyłu, aby uniknąć ryzyka spalania, ponieważ aluminium jest łatwopalne.

poznaj więcej procesów druku 3D