Additiv tillverkning av aluminium

Översikt över aluminiumtillsatstillverkning

Tillverkning av aluminiumtillsats, även känd som 3D-tryckt aluminium, hänvisar till processen att skapa aluminiumdelar lager för lager med hjälp av 3D-utskriftsteknik. Det möjliggör skapandet av komplexa geometrier och anpassade aluminiumdelar utan behov av traditionella bearbetningsmetoder.

Några viktiga detaljer om tillverkning av aluminiumtillsatser:

• Används i branscher som flyg-, bil-, medicin-, konsumentprodukter för prototyper, verktyg och delar för slutanvändning
• Ger designfrihet, minskar vikten, konsoliderar sammansättningar i ett stycke
• Producerar starka, hållbara aluminiumdetaljer med materialegenskaper som liknar traditionell tillverkning
• Använder 3D-utskriftstekniker av metall som pulverbäddfusion, riktad energideponering
• Aluminiumlegeringar som AlSi10Mg, Scalmalloy, Al6061 används ofta
• Efterbearbetning som varm isostatisk pressning, CNC-bearbetning krävs för att uppnå slutlig detaljkvalitet

Utrustningstyper för tillsats av aluminiumtillverkning

Tillämpningar av aluminiumtillsatstillverkning

Tillverkningsspecifikationer för aluminiumtillsats

Leverantörer och kostnader för tillverkning av aluminiumtillsats

Delkostnader beror på bygghastigheter, använda material, geometrisk komplexitet, behov av efterbearbetning och beställningskvantiteter. Generellt sett ger aluminiumtillverkning kostnadsbesparingar för lågvolymproduktion, vanligtvis mindre än 10 000 enheter.

Installationskrav för tillverkning av aluminiumtillsats

En ren, temperaturkontrollerad miljö mellan 15-30°C rekommenderas för tillverkning av metalltillsatser. Lämpliga faciliteter för pulverlagring, hantering och avfallshantering måste också tillhandahållas.

Tillverkning och underhåll av aluminiumtillsats

Daglig rengöring av utrustning och övervakning av alla system är avgörande. Personalutbildning och personlig skyddsutrustning för hantering av metallpulver är obligatoriskt. Följ OEM-riktlinjer för förebyggande underhåll och kalibrering.

Att välja en partner för tillverkning av aluminiumtillsatser

Tänk på följande när du väljer en AM-tjänsteleverantör för aluminiumdelar:

• AM processerfarenhet – leta efter år i affärer, fallstudier i aluminium specifikt
• Material och efterbearbetningsmöjligheter – aluminiumlegeringar, HIP, värmebehandlingar, bearbetning
• Kvalitetscertifieringar – ISO 9001, ISO/IEC 17025, Nadcap
• Designexpertis – kan de optimera delar för AM?
• Utrustning installerad – moderna, välskötta maskiner
• Efterbehandlingsutrustning – vad har de internt?
• Snabb vändning för prototypbehov
• Skalbarhet för produktion – klarar de volymer?
• Läge och logistik – bra om du är i närheten
• Kostnadskonkurrenskraft – transparent offert, ekonomiskt för projektets omfattning
• Kundrecensioner – sök online eller fråga efter referenser

För- och nackdelar med aluminiumtillsatstillverkning

Aluminium AM ger fördelar som designflexibilitet, delkonsolidering och snabba handläggningstider. Men det kräver också specialiserad utrustning och expertis. Grundlig processförståelse är ett måste för att producera delar för slutanvändning.

Vanliga frågor

Vilka olika aluminiumlegeringar används vid additiv tillverkning?

Några vanliga aluminiumlegeringar som används är:

• AlSi10Mg – Utmärkt styrka och ytfinish. Mest populära aluminiumlegeringen i AM.
• Al6061 – Höghållfast legering med bra korrosionsbeständighet. Lätt tillgänglig.
• Scalmalloy – Aluminiumlegering utvecklad av Airbus med hög hållfasthet och duktilitet.
• Anpassade legeringar – Kan designas för att optimera vissa egenskaper. Kräver FoU.

Vilken efterbearbetning krävs för AM-delar av aluminium?

Vanliga efterbehandlingssteg inkluderar:

• Ta bort från byggplattan
• Kulblästring eller pärlblästring till slät yta
• Varm isostatisk pressning för att förbättra densiteten
• Värmebehandlingar för optimala mekaniska egenskaper
• CNC-bearbetning – borrning, gängning, fräsning för dimensionsnoggrannhet
• Ytbehandlingar – anodisering, pulverlackering för estetik

Hur är kostnaden för aluminium AM jämfört med CNC-bearbetning?

För lågvolymproduktion (under 100 delar) är AM i allmänhet mer kostnadseffektivt än CNC-bearbetning. Det krävs inga verktyg och ledtiderna är snabbare. För högre volymer över 1000 enheter har CNC-bearbetning lägre kostnader på grund av materialspill med AM. Hybridmetoder som kombinerar AM och bearbetning kan ge kostnadseffektiva lösningar för medelstora volymer.

Vilken storlek aluminiumdelar kan byggas med 3D-utskrift av metall?

För pulverbäddsteknologier som DMLS och EBM är den maximala delstorleken cirka 500 mm x 500 mm x 500 mm. Storformatmaskiner överstiger 1m x 1m x 1m byggmått. Strålning av bindemedel och riktad energiavsättning har färre storleksbegränsningar, med vissa maskiner som tillåter delar i meterskala.

Vilken ytfinish kan förväntas med aluminiumtillverkning?

Ytfinishen som tryckt med AM är relativt grov på runt Ra 10-25 mikron. Olika efterbehandlingsoperationer kan förbättra detta avsevärt:

• CNC-bearbetning – Ra 0,4 till 6,3 mikron
• Polering – Ra < 1 mikron
• Anodisering – slät jämn yta för ökad korrosionsbeständighet

Med rätt efterbearbetning kan AM-delar av aluminium uppnå en jämn ytfinish jämförbar med traditionell tillverkning.

Vilka industrier använder aluminiumtillverkning?

Nyckelindustrier som använder aluminium AM inkluderar:

• Aerospace – Flygplanskomponenter, fästen, motordelar
• Fordon – Värmeväxlare, anpassade stöd, verktyg
• Medicinsk – Tandskydd, implantat, kirurgiska instrument
• Konsumtionsvaror – Drönarkomponenter, sportutrustning, prylar
• Industriell – Slutanvändning jiggar, fixturer för tillverkning och montering

Aluminium AM möjliggör lätta, optimerade konstruktioner över dessa segment.

Vilken expertis krävs för intern aluminium AM?

Att framgångsrikt implementera intern aluminium AM kräver:

• AM-ingenjörer för att optimera byggen och kvalificera processer
• Tekniker för drift och underhåll av utrustning
• Kvalitetsteam för att validera delar och procedurer
• Pulverhanteringstekniker utbildade i hälsa och säkerhet
• Anläggningsteam för att tillhandahålla ström, kyla, gasförsörjning och avgas
• Programvara, nätverksstöd för AM-datahantering

En tvärfunktionell teamstrategi rekommenderas för att bygga AM-expertis i hela organisationen.

Vilka standarder gäller för tillverkning av aluminiumtillsatser?

Viktiga standarder inkluderar:

• ISO/ASTM 52900 – Standardterminologi för AM
• ISO/ASTM 52921 – Standard för pulverbäddsfusionsprocessutrustning
• ASTM F3001 – Standard för AM medicinska delar
• ASTM F3301 – Standard för riktad energideponering AM-metaller
• ASTM F3302 – Standard för bindemedelssprutning av AM-metaller

Att certifiera delar enligt dessa standarder visar kvalitetsstyrning och efterlevnad.

Slutsats

Tillverkning av aluminiumtillsatser möjliggör lätta, optimerade aluminiumkomponenter inom flyg-, bil-, medicin- och konsumentvarusektorerna. Med rätt processkunskap och expertis kan slutanvändning av aluminiumdelar produceras med den lagerbaserade flexibiliteten hos 3D-utskrift. När aluminium AM-teknik mognar kommer kostnaderna att minska och användningen kommer att fortsätta att öka för detta mångsidiga metallmaterial.

få veta mer om 3D-utskriftsprocesser