AlSi10Mg för 3D-utskrift i metall: En definitiv guide

AlSi10Mg är en populär aluminiumlegering som används vid 3D-utskrift i metall och som erbjuder en bra kombination av mekaniska egenskaper, vikt, korrosionsbeständighet och tryckbarhet. Den här artikeln ger en omfattande översikt över AlSi10Mg inklusive dess sammansättning, egenskaper, utskriftsparametrar, applikationer, leverantörer och mer för att informera dina metall AM-beslut.

Översikt över AlSi10Mg-legering

AlSi10Mg är en aluminiumgjutlegering med utmärkt hållfasthet, svetsbarhet och korrosionsbeständighet. Med en låg densitet jämfört med stål möjliggör den lättare färdiga delar. Tillsatsen av kisel och magnesium ger goda flödesegenskaper, vilket gör AlSi10Mg till en legering som ofta används i olika 3D-utskriftsprocesser för metall.

Viktiga egenskaper och kännetecken:

• Aluminiumlegering med 10% kisel, 0,3% magnesium
• Låg densitet - 2,68 g/cm3
• God hållfasthet och hårdhet
• Utmärkt korrosionsbeständighet
• God svetsbarhet och maskinbearbetning
• Stort utbud, relativt låg kostnad
• Kräver värmebehandling för optimala mekaniska egenskaper

3D-utskriftsprocesser för metall: Selektiv lasersmältning (SLM), Elektronstrålesmältning (EBM), Direkt metall-lasersintring (DMLS)

Applikationer: Flyg- och rymdindustrin, fordonsindustrin, motorsport, industrikomponenter, hälsovård

Standarder: AMS 4150, AlSi10Mg(Fe)

Mekaniska egenskaper hos delar av AlSi10Mg

AlSi10Mg är utskiljningshärdat för att uppnå optimal hållfasthet och hårdhet genom värmebehandling. Exakta värden för egenskaperna varierar beroende på byggparametrar, orientering och efterbehandling.

AlSi10Mg Mekaniska egenskaper

Faktorer som påverkar egenskaperna: Byggorientering, skikttjocklek, laserparametrar, värmebehandling, maskinbearbetning

Värmebehandling: Lösningsvärmebehandling följt av åldringsbehandling

Viktiga fördelar: Högre styrka/vikt-förhållande än stål, god korrosionsbeständighet

Tryckning av AlSi10Mg för 3D-tryckning av metall

AlSi10Mg kräver optimerade tryckparametrar som är skräddarsydda för 3D-tryckprocessen i metall som används för att uppnå helt täta delar med goda mekaniska egenskaper.

Tryckning av AlSi10Mg: Jämförelse av processer

Viktiga riktlinjer för tryckning:

• Upprätthåll en jämn värmetillförsel mellan lagren
• Använd stödstrukturer för överhäng >45°.
• Orientera delar för att minska restspänningar
• Applicera enhetlig skikttjocklek och luckavstånd

Efterbearbetning: Värmebehandling, HIP (Hot Isostatic Pressing), bearbetning, slipning, polering

AlSi10Mg-tillämpningar inom 3D-utskrift

Den lätta, starka och korrosionsbeständiga legeringen AlSi10Mg används inom flyg-, fordons-, industri- och hälsovårdssektorerna.

• AlSi10Mg möjliggör lättviktsstrukturer som inte kan tillverkas med konventionella metoder
• Möjligheten att konsolidera delar och optimera topologin ger prestandaförbättringar
• Kundanpassad lågvolymsproduktion är möjlig med 3D-printing jämfört med gjutningsprocesser

Var kan man köpa AlSi10Mg-pulver för additiv tillverkning

AlSi10Mg-pulver med hög renhet som är skräddarsytt för AM-processer finns tillgängligt från ledande metallpulverleverantörer:

AlSi10Mg pulver leverantörer

• Prisintervall $100-150 USD/kg
• Köp från välrenommerade leverantörer som tillhandahåller fullständiga uppgifter om sammansättning och partikelstorleksfördelning
• Använd fint pulver (~25-45 μm) med god flytbarhet och hög densitet

Viktiga pulverattribut:

• Sfäriskhet >85% optimal, flytbarhet >25s/50g med Hall flödesmätare tratt

AlSi10Mg pulverpris per kilogram

Priset på AlSi10Mg-pulver för 3D-utskrift av metall beror på faktorer som:

• Pulverkvalitet och sfäriskhet
• Inköpskvantitet
• Leverantörens varumärke

Typiskt prisintervall: $100 - $150 per kg

Bulkbeställningar >500 kg ger maximala kostnadsbesparingar. Små FoU-kvantiteter <5 kg säljs till premiumpriser.

AlSi10Mg Pris per kg - Jämförelse

• Priserna är vägledande för 1 kg
• Anpassade legeringar och tätare siktning tillgängliga till högre prispunkter
• Priserna i Asien och Stillahavsområdet ca 20% lägre

Tips för kostnadsbesparingar:

• Jämför priser mellan flera ledande leverantörer
• Köp större volymer för kvantitetsrabatter upp till 40% lägre pris per kg
• Överväg att använda pulver av lägre kvalitet för prototyptillverkning före slutlig tillämpning

Så handla konkurrenskraftiga bud och diskutera optimal pulverspecifikation och budgetar med AM-experter när du köper AlSi10Mg för dina 3D-utskriftsbehov för metall.

Riktlinjer och begränsningar för konstruktion av AlSi10Mg-komponenter

Tänk på legeringens egenskaper och AM-processens begränsningar när du utformar AlSi10Mg-delar:

AlSi10Mg Konstruktionsregler

• Minimera stora överhäng och geometrier utan stöd
• Inkludera strukturella stöd för att förhindra skevhet och bibehålla toleranser
• Orientering för att minska restspänningar på grund av termiska gradienter

Efterbearbetning

• Värmebehandling minskar bearbetbarheten
• Finbearbetning krävs ofta för precisionshål, passningar

Begränsningar vs Gjutna delar:

• Högre kostnad för små volymer <100 enheter
• Maximal storlek på detaljen begränsas av skrivarens dimensioner

Vanliga frågor om legeringen AlSi10Mg

F: Är AlSi10Mg lätt svetsbart?

S: Ja, AlSi10Mg kan svetsas med svetsprocesser som TIG-svetsning. Använd 4043 aluminiumlegering för påfyllning. Den har utmärkt svetsbarhet jämfört med aluminiumlegeringar med högre hållfasthet 2xxx och 7xxx.

F: Kan du slipa / polera AlSi10Mg-delar?

A: Tryckta delar av AlSi10Mg kan slipas, bearbetas, slipas och poleras mekaniskt eller kemiskt för att uppnå jämn ytfinish. Efterbearbetning är lättare före värmebehandling och åldring när legeringen är mjukare.

F: Är AlSi10Mg biokompatibelt för medicinska implantat?

S: Ja, när rätt efterbearbetning har gjorts överensstämmer AlSi10Mg med ASTM F3001 för graderade implantatmaterial. Säkerställ densitet >99,5% och korrekt testning av celltillväxt före användning.

F: Kräver AlSi10Mg värmebehandling?

A: Lösningsvärmebehandling (540°C) följt av åldring (150-170°C) rekommenderas starkt för att få optimala mekaniska egenskaper och hårdhet från utskiljningshärdning.

F: Vilken precision och ytfinhet kan uppnås med AlSi10Mg-komponenter?

S: Måttnoggrannhet upp till ±100 μm är möjlig för AM-delar i AlSi10Mg. Ytjämnheten ligger i intervallet 8-15 μm (Ra) efter ytbearbetning av medelkvalitet och förbättras till <1 μm vid CNC-precisionsbearbetning.