Produkcja dodatków do aluminium

Przegląd technologii wytwarzania przyrostowego aluminium

Produkcja dodatków do aluminium, znane również jako aluminium drukowane w 3D, odnosi się do procesu tworzenia części aluminiowych warstwa po warstwie przy użyciu technologii druku 3D. Pozwala to na tworzenie złożonych geometrii i niestandardowych części aluminiowych bez konieczności stosowania tradycyjnych metod obróbki.

Kilka kluczowych szczegółów na temat produkcji przyrostowej aluminium:

• Używany w branżach takich jak lotnictwo, motoryzacja, medycyna, produkty konsumenckie do prototypów, narzędzi i części końcowych.
• Zapewnia swobodę projektowania, zmniejsza wagę, konsoliduje zespoły w jeden element
• Wytwarza mocne, trwałe części aluminiowe o właściwościach materiałowych podobnych do tradycyjnej produkcji.
• Wykorzystuje technologie druku 3D z metalu, takie jak synteza w złożu proszkowym, ukierunkowane osadzanie energii
• Powszechnie stosowane są stopy aluminium, takie jak AlSi10Mg, Scalmalloy, Al6061
• Obróbka końcowa, taka jak prasowanie izostatyczne na gorąco, obróbka CNC wymagana do osiągnięcia końcowej jakości części

Rodzaje sprzętu do produkcji przyrostowej aluminium

Zastosowania produkcji dodatków do aluminium

Specyfikacje wytwarzania przyrostowego aluminium

Dostawcy i koszty produkcji dodatków z aluminium

Koszty części zależą od szybkości produkcji, użytych materiałów, złożoności geometrycznej, potrzeb związanych z obróbką końcową i wielkości zamówienia. Ogólnie rzecz biorąc, produkcja addytywna aluminium zapewnia oszczędność kosztów w przypadku produkcji niskoseryjnej, zazwyczaj poniżej 10 000 sztuk.

Wymagania instalacyjne dotyczące wytwarzania przyrostowego aluminium

Do produkcji przyrostowej metali zaleca się czyste środowisko o kontrolowanej temperaturze w zakresie 15-30°C. Należy również zapewnić odpowiednie urządzenia do przechowywania proszku, obsługi i zarządzania odpadami.

Obsługa i konserwacja produkcji dodatków do aluminium

Codzienne czyszczenie sprzętu i monitorowanie wszystkich systemów ma kluczowe znaczenie. Szkolenie personelu i stosowanie środków ochrony indywidualnej do pracy z proszkami metali jest obowiązkowe. Należy przestrzegać wytycznych OEM dotyczących konserwacji zapobiegawczej i kalibracji.

Wybór partnera do produkcji przyrostowej aluminium

Wybierając dostawcę usług AM dla części aluminiowych, należy wziąć pod uwagę następujące kwestie:

• Doświadczenie w procesach AM - szukaj lat w biznesie, studia przypadków w szczególności w aluminium
• Materiały i możliwości obróbki końcowej - stopy aluminium, HIP, obróbka cieplna, obróbka skrawaniem
• Certyfikaty jakości - ISO 9001, ISO/IEC 17025, Nadcap
• Doświadczenie w projektowaniu - czy mogą zoptymalizować części pod kątem AM?
• Zainstalowany sprzęt - nowoczesne, dobrze utrzymane maszyny
• Sprzęt do post-processingu - czym dysponują?
• Szybka realizacja prototypów
• Skalowalność dla produkcji - czy są w stanie sprostać ilościom?
• Lokalizacja i logistyka - pomocne, jeśli w pobliżu
• Konkurencyjność kosztowa - przejrzysta wycena, ekonomiczna dla zakresu projektu
• Opinie klientów - wyszukaj w Internecie lub poproś o referencje

Plusy i minusy wytwarzania przyrostowego aluminium

Technologia AM zapewnia takie korzyści, jak elastyczność projektowania, konsolidacja części i szybki czas realizacji. Wymaga jednak również specjalistycznego sprzętu i wiedzy. Dokładne zrozumienie procesu jest niezbędne do produkcji części przeznaczonych do użytku końcowego.

Najczęściej zadawane pytania

Jakie są różne stopy aluminium stosowane w produkcji addytywnej?

Niektóre powszechnie stosowane stopy aluminium to:

• AlSi10Mg - doskonała wytrzymałość i wykończenie powierzchni. Najpopularniejszy stop aluminium w AM.
• Al6061 - stop o wyższej wytrzymałości i dobrej odporności na korozję. Łatwo dostępny.
• Scalmalloy - stop aluminium opracowany przez firmę Airbus o wysokiej wytrzymałości i plastyczności.
• Stopy niestandardowe - mogą być zaprojektowane w celu optymalizacji określonych właściwości. Wymaga prac badawczo-rozwojowych.

Jaka obróbka końcowa jest wymagana w przypadku aluminiowych części AM?

Typowe etapy przetwarzania końcowego obejmują:

• Usunąć z płyty montażowej
• Śrutowanie lub piaskowanie w celu wygładzenia powierzchni
• Prasowanie izostatyczne na gorąco w celu poprawy gęstości
• Obróbka cieplna zapewniająca optymalne właściwości mechaniczne
• Obróbka CNC - wiercenie, gwintowanie, frezowanie zapewniające dokładność wymiarową
• Obróbka powierzchni - anodowanie, malowanie proszkowe dla estetyki

Jak wypada koszt obróbki aluminium AM w porównaniu z obróbką CNC?

W przypadku produkcji małoseryjnej (poniżej 100 części) technologia AM jest generalnie bardziej opłacalna niż obróbka CNC. Nie jest wymagane oprzyrządowanie, a czas realizacji jest krótszy. W przypadku większych ilości, powyżej 1000 sztuk, obróbka CNC wiąże się z niższymi kosztami ze względu na odpady materiałowe w przypadku AM. Podejścia hybrydowe łączące AM i obróbkę skrawaniem mogą zapewnić opłacalne rozwiązania dla średnich ilości.

Jakiego rozmiaru części aluminiowe można zbudować za pomocą druku 3D z metalu?

W przypadku technologii proszkowych, takich jak DMLS i EBM, maksymalny rozmiar części wynosi około 500 mm x 500 mm x 500 mm. Maszyny wielkoformatowe przekraczają wymiary 1m x 1m x 1m. Strumieniowanie spoiwa i ukierunkowane osadzanie energii mają mniejsze ograniczenia wielkości, a niektóre maszyny pozwalają na części w skali metra.

Jakiego wykończenia powierzchni można oczekiwać w przypadku produkcji addytywnej aluminium?

Wykończenie powierzchni po wydrukowaniu w technologii AM jest stosunkowo szorstkie i wynosi około 10-25 mikronów Ra. Różne operacje wykończeniowe mogą znacznie poprawić ten wynik:

• Obróbka CNC - Ra od 0,4 do 6,3 mikrona
• Polerowanie - Ra < 1 mikron
• Anodowanie - gładka, jednolita powierzchnia zwiększająca odporność na korozję

Dzięki odpowiedniej obróbce końcowej, aluminiowe części AM mogą osiągnąć gładkie wykończenie powierzchni porównywalne z tradycyjną produkcją.

Jakie branże wykorzystują produkcję dodatków do aluminium?

Kluczowe branże stosujące aluminium AM obejmują

• Lotnictwo i kosmonautyka - elementy samolotów, wsporniki, części silników
• Motoryzacja - wymienniki ciepła, niestandardowe wsporniki, oprzyrządowanie
• Medyczne - Wkładki dentystyczne, implanty, narzędzia chirurgiczne
• Towary konsumpcyjne - komponenty do dronów, sprzęt sportowy, gadżety
• Przemysłowe - przyrządy i uchwyty do zastosowań końcowych w produkcji i montażu

Aluminium AM umożliwia tworzenie lekkich, zoptymalizowanych konstrukcji w tych segmentach.

Jaka wiedza specjalistyczna jest wymagana do produkcji aluminium AM we własnym zakresie?

Pomyślne wdrożenie wewnętrznej produkcji aluminium AM wymaga:

• Inżynierowie AM w celu optymalizacji procesów kompilacji i kwalifikacji
• Technicy zajmujący się obsługą i konserwacją sprzętu
• Zespół ds. jakości w celu walidacji części i procedur
• Technicy obsługi proszków przeszkoleni w zakresie BHP
• Zespół ds. infrastruktury zapewniający zasilanie, chłodzenie, dopływ gazu i odprowadzanie spalin
• Oprogramowanie, wsparcie sieciowe dla zarządzania danymi AM

Zaleca się stosowanie podejścia opartego na zespołach interdyscyplinarnych w celu budowania wiedzy specjalistycznej w zakresie AM w całej organizacji.

Jakie standardy mają zastosowanie do produkcji przyrostowej aluminium?

Kluczowe standardy obejmują:

• ISO/ASTM 52900 - Standardowa terminologia dla AM
• ISO/ASTM 52921 - Norma dotycząca urządzeń do procesu syntezy w złożu proszkowym
• ASTM F3001 - Standard dla części medycznych AM
• ASTM F3301 - Standard dla ukierunkowanego osadzania energii metali AM
• ASTM F3302 - Norma dotycząca natryskiwania spoiwem metali AM

Certyfikacja części zgodnie z tymi normami stanowi dowód zarządzania jakością i zgodności z przepisami.

Wnioski

Produkcja addytywna aluminium umożliwia wytwarzanie lekkich, zoptymalizowanych komponentów aluminiowych w sektorach lotniczym, motoryzacyjnym, medycznym i dóbr konsumpcyjnych. Dzięki odpowiedniej wiedzy i doświadczeniu w zakresie procesów, końcowe części aluminiowe mogą być wytwarzane z wykorzystaniem elastyczności druku 3D opartej na warstwach. W miarę dojrzewania technologii AM z aluminium, koszty będą spadać, a popularność tego wszechstronnego materiału metalowego będzie nadal rosnąć.

poznaj więcej procesów druku 3D