AlSi10Mg для металлической 3D-печати: Определяющее руководство

Оглавление

AlSi10Mg - популярный алюминиевый сплав, используемый в металлической 3D-печати, предлагающий хорошее сочетание механических свойств, веса, коррозионной стойкости и возможности печати. В этой статье представлен полный обзор AlSi10Mg, включая его состав, свойства, параметры печати, области применения, поставщиков и многое другое для принятия решений в области металлической AM-печати.

Металлические порошки для 3D-печати и аддитивного производства

Обзор Сплав AlSi10Mg

AlSi10Mg - алюминиевый литейный сплав, обладающий превосходной прочностью, свариваемостью и коррозионной стойкостью. Обладая низкой плотностью по сравнению со сталями, он позволяет изготавливать детали меньшего веса. Добавление кремния и магния обеспечивает хорошие характеристики текучести, что делает AlSi10Mg широко используемым сплавом в различных процессах 3D-печати металлов.

Основные свойства и характеристики:

  • Алюминиевый сплав с 10% кремния, 0,3% магния
  • Низкая плотность - 2,68 г/см3
  • Хорошая прочность и твердость
  • Отличная коррозионная стойкость
  • Хорошая свариваемость и обрабатываемость
  • Широко доступны, относительно низкая стоимость
  • Требуется термообработка для достижения оптимальных механических свойств

Процессы 3D-печати по металлу: Селективное лазерное плавление (SLM), электронно-лучевое плавление (EBM), прямое лазерное спекание металлов (DMLS)

Приложения: Аэрокосмическая промышленность, автомобилестроение, автоспорт, промышленные компоненты, здравоохранение

Стандарты: AMS 4150, AlSi10Mg(Fe)

Механические свойства деталей из AlSi10Mg

AlSi10Mg закален осаждением для достижения оптимальной прочности и твердости путем термообработки. Точные значения свойств зависят от параметров сборки, ориентации и последующей обработки.

Механические свойства AlSi10Mg

НедвижимостьAs-BuiltТермическая обработка
Предельная прочность на разрыв~300 МПа~420 МПа
Предел текучести (смещение Rp 0,2%)~160 МПа~290 МПа
Удлинение при разрыве~8%3-5%
Твердость~80 HBW~130 HBW

Факторы, влияющие на свойства: Ориентация сборки, толщина слоя, параметры лазера, термообработка, механическая обработка

Термическая обработка: Термическая обработка раствором с последующим старением

Ключевые преимущества: Более высокое соотношение прочности и веса по сравнению со сталью, хорошая коррозионная стойкость

Печать AlSi10Mg для 3D-печати металлов

Для получения полностью плотных деталей с хорошими механическими характеристиками AlSi10Mg требуются оптимизированные параметры печати, адаптированные к процессу 3D-печати по металлу.

Печать AlSi10Mg: Сравнение процессов

SLMEBMDMLS
Постройте камеруИнертный аргонВакуумИнертный аргон
Источник теплаВолоконный лазерЭлектронный лучиттербиевый лазер
Прогиб балкиГальвосканерМагнитные катушкиГальвосканер
Толщина слоя (мкм)20 - 10050 - 20020 - 100
Типичная скорость сканирования (м/с)До 10До 10До 7
Фокус луча (мкм) ≤100≥200≤100
**Минимальный размер детали (мм)**≤1≥2≤1
Качество поверхности (Ra)8 - 15 мкм15 - 25 мкм8 - 15 мкм

Ключевые рекомендации по печати:

  • Поддерживайте постоянную теплоотдачу между слоями
  • Используйте опорные конструкции для свесов >45°
  • Ориентируйте детали для уменьшения остаточных напряжений
  • Равномерная толщина слоя и расстояние между люками

Постобработка: Термообработка, горячее изостатическое прессование (HIP), механическая обработка, шлифовка, полировка

Применение AlSi10Mg в 3D-печати

Легкий, прочный и коррозионностойкий сплав AlSi10Mg находит широкое применение в аэрокосмической, автомобильной, промышленной и медицинской отраслях.

ПромышленностьПриложенияПреимущества
Аэрокосмическая промышленностьКонструктивные кронштейны, элементы планера, теплообменники● Облегчение ● Хорошая прочность при повышенных температурах ● Коррозионная стойкость
Автомобильная промышленностьОблегченное шасси, детали трансмиссии, индивидуальная отделка● Облегчение ● Высокая прочность по отношению к весу
ПромышленностьЛегкие конструкции, коллекторы, теплоотводы● Коррозионная стойкость ● Теплопроводность ● Экономичность
ЗдравоохранениеНестандартные ортопедические имплантаты, хирургические инструменты● Биосовместимость ● Легкий вес ● Высокая точность
  • AlSi10Mg позволяет создавать легкие конструкции, которые невозможно изготовить обычными методами
  • Возможность консолидации деталей и оптимизации топологии позволяет увеличить производительность
  • 3D-печать позволяет производить небольшие объемы продукции по индивидуальному заказу по сравнению с процессами литья

Где купить Порошок AlSi10Mg для аддитивного производства

Порошок AlSi10Mg

Высокочистый порошок AlSi10Mg, предназначенный для процессов AM, можно приобрести у ведущих поставщиков металлических порошков:

Поставщики порошка AlSi10Mg

ПоставщикНазначение изделияМорфология порошка
Met3DPAlSi10Mg Сферическая
Sandvik OspreyOsprey AlSi10MgСферическая
Столярная присадкаAlSi10MgАтомизированный
AP&CХарактеристики AlSi10MgСферическая
Решения SLMAlSi10MgСферическая
  • Диапазон цен $100-150 USD/кг
  • Покупайте у надежных поставщиков, предоставляющих полную информацию о составе и гранулометрическом составе
  • Используйте мелкий порошок (~25-45 мкм) с хорошей текучестью и высокой плотностью

Основные свойства порошка:

  • Сферичность >85% оптимальна, текучесть >25s/50g с использованием воронки-флоуметра Холла

AlSi10Mg порошок цена за килограмм

Цена порошка AlSi10Mg для металлической 3D-печати зависит от таких факторов, как:

  • Качество и сферичность порошка
  • Количество закупок
  • Марка поставщика

Типичный диапазон цен: $100 - $150 за кг.

Оптовые заказы >500 кг обеспечивают максимальную экономию. Небольшие объемы НИОКР <5 кг продаются по премиальным ценам.

AlSi10Mg цена за кг - сравнение

ПоставщикТип порошкаЦена за кг
Met3DPAlSi10Mg $120
Sandvik OspreyAlSi10Mg Osprey$130
Столярная присадкаРаспыление газа$150
Решения SLMAlSi10Mg Eiger$130
  • Цены ориентировочные за 1 кг
  • Нестандартные сплавы и более тщательное просеивание доступны по более высоким ценам
  • Цены в Азиатско-Тихоокеанском регионе ниже примерно на 20%

Советы по экономии:

  • Сравните цены у нескольких ведущих поставщиков
  • При покупке больших объемов скидка на количество до 40% ниже ставки за кг.
  • Рассмотрите возможность использования порошков более низкого качества для создания прототипов перед окончательным применением

Поэтому при покупке AlSi10Mg для металлической 3D-печати делайте конкурентные предложения и обсуждайте оптимальные спецификации порошка и бюджеты с экспертами AM.

Рекомендации по проектированию и ограничения для деталей из AlSi10Mg

При проектировании деталей из AlSi10Mg учитывайте свойства сплавов и ограничения процесса AM:

Правила проектирования AlSi10Mg

ХарактеристикаПравило большого пальцаПричина
Толщина стенки1-2 ммПредельная пористость, достижимая шероховатость поверхности
Углы свесов> 45° без опорыПредотвращение деформации, повышение точности
Отверстия/цилиндры>Вертикальный, >Ø 5 ммПредотвращение неточностей в горизонтальных отверстиях
Тонкие черты>0,5-1 ммОграничено разрешением процесса AM
Допуски± 0,2% или ±150 мкмУчет усадки, тепловых напряжений
  • Сведите к минимуму большие выступы, незакрепленные геометрические формы
  • Включите структурные опоры для предотвращения деформации, сохранения допусков
  • Ориентация на снижение остаточных напряжений из-за тепловых градиентов

Постобработка

  • Термическая обработка снижает обрабатываемость
  • Финишная обработка обычно требуется для получения точных отверстий, подгонки

Ограничения Против литых деталей:

  • Более высокая стоимость при небольших объемах <100 единиц
  • Максимальный размер детали ограничен размерами принтера

Часто задаваемые вопросы о сплаве AlSi10Mg

Вопрос: Является ли AlSi10Mg легко свариваемым материалом?

О: Да, AlSi10Mg можно сваривать с помощью таких сварочных процессов, как TIG-сварка. Используйте алюминиевый присадочный сплав 4043. Он обладает отличной свариваемостью по сравнению с более прочными алюминиевыми сплавами 2xxx и 7xxx.

Вопрос: Можете ли вы шлифовать/полировать детали из AlSi10Mg?

О: Печатные детали из AlSi10Mg можно шлифовать, обрабатывать, шлифовать и механически или химически полировать для получения гладкой поверхности. Последующую обработку легче проводить перед термообработкой раствором и старением, когда сплав более мягкий.

Вопрос: Является ли AlSi10Mg биосовместимым для медицинских имплантатов?

О: Да, после правильной постобработки AlSi10Mg соответствует стандарту ASTM F3001 для градуированных имплантационных материалов. Перед использованием необходимо убедиться в плотности >99,5% и провести надлежащее тестирование на рост клеток.

Вопрос: Требуется ли термическая обработка AlSi10Mg?

О: Для получения оптимальных механических свойств и твердости в результате закалки осаждением настоятельно рекомендуется термическая обработка раствором (540°C) с последующим старением (150-170°C).

Вопрос: Какой точности и качества поверхности можно достичь при изготовлении деталей из AlSi10Mg?

О: Точность размеров до ±100 мкм возможна для деталей AlSi10Mg AM. Шероховатость поверхности в готовом виде составляет 8-15 мкм (Ra) после финишной обработки среднего качества, улучшаясь до <1 мкм при прецизионной обработке с ЧПУ.

Поделиться

Facebook
Twitter
LinkedIn
WhatsApp
Электронная почта

MET3DP Technology Co., LTD - ведущий поставщик решений для аддитивного производства со штаб-квартирой в Циндао, Китай. Наша компания специализируется на производстве оборудования для 3D-печати и высокопроизводительных металлических порошков для промышленного применения.

Сделайте запрос, чтобы получить лучшую цену и индивидуальное решение для вашего бизнеса!

Похожие статьи

Получите информацию о Metal3DP
Брошюра о продукции

Получить последние продукты и прайс-лист