AlSi10Mg Tozu: Teknik Bir Bakış

AlSi10Mg Tozuna Genel Bakış

AlSi10Mg, ana alaşım elementleri olarak silikon ve magnezyum ile birlikte esas olarak alüminyumdan oluşan bir alüminyum alaşım tozudur. Metal üretiminde yaygın olarak kullanılır. eklemeli üretimmükemmel mukavemeti, dayanıklılığı, kaynaklanabilirliği ve korozyon direnci nedeniyle 3D baskı olarak da bilinir.

AlSi10Mg tozu şu yollarla işlenebilir seçi̇ci̇ lazer eri̇tme (SLM), elektron ışını ile eritme (EBM) ve doğrudan metal lazer sinterleme (DMLS) ile ince detaylara ve özel geometrilere sahip karmaşık metal parçalar oluşturmak için kullanılır. Özellikleri onu havacılık, otomotiv, medikal ve endüstriyel uygulamalar için uygun hale getirir.

Bu makale, AlSi10Mg tozunun bileşimini, özelliklerini, uygulamalarını, fiyatlandırmasını, tedarikçilerini ve malzeme mühendisleri, ürün tasarımcıları ve 3D baskı profesyonelleri için diğer önemli bilgileri kapsayan kapsamlı bir teknik genel bakış sunmaktadır.

AlSi10Mg Toz Anahtar Detaylar:

• Kompozisyon: 9-11% silikonlu alüminyum, 0,2-0,45% magnezyum
• Parçacık şekli: Küresel, yüksek akışkanlık
• Boyut aralığı: 15-45 mikron
• Yoğunluk: 2,67 g/cc
• Erime noktası: ~615°C
• Güçlü: Orta ila yüksek
• Kullanır: Havacılık, otomotiv, endüstriyel 3D baskı

AlSi10Mg Tozunun Bileşimi

AlSi10Mg tozunun bileşimi, alaşım elementleri olarak silikon ve magnezyum ilaveleri ile esas olarak alüminyumdan oluşur. Nominal bileşim aralığı aşağıda verilmiştir:

Element	Ağırlık %
Alüminyum (Al)	Taban/kalıntı
Silisyum (Si)	9-11%
Magnezyum (Mg)	0.2-0.45%
Diğer (Fe, Mn, vb.)	< 0,55% toplam

Silisyum, dökülebilirliği iyileştirmek ve akma dayanımı ve sertlik gibi mekanik özellikleri geliştirmek için alüminyuma eklenir. Eritme sırasında akışkanlığı artırır ve besleme özelliklerini iyileştirir.

Magnezyum ilavesi, ısıl işlem yoluyla alaşımı güçlendiren çökelme sertleşmesine neden olur. Magnezyum ayrıca korozyon direncini de artırır.

Eser miktarda demir, manganez ve diğer elementler maksimum 0,55%'ye kadar safsızlık olarak mevcut olabilir. Alaşım ilavelerinin seviyeleri, uygulama gereksinimlerine göre özellikleri uyarlamak için aralık içinde değiştirilebilir.

AlSi10Mg alaşım tozunun nominal bileşim aralığı

Element	Minimum wt%	Maksimum wt%
Alüminyum	Bal.	Bal.
Silikon	9	11
Magnezyum	0.2	0.45
Diğer	–	0.55

AlSi10Mg Tozunun Özellikleri

AlSi10Mg, havacılık, otomotiv ve endüstriyel sektörlerdeki zorlu uygulamalar için uygun hale getiren özellikler sergiler. Temel özellikler aşağıda vurgulanmıştır:

Mekanik Özellikler

• Yüksek mukavemet ve sertlik
• Tavlanmış durumda iyi süneklik
• Mükemmel kaynaklanabilirlik
• Yüksek yorulma dayanımı

Fiziksel Özellikler

• Yoğunluk: 2,67 g/cc
• Erime noktası: ~615°C
• Termal iletkenlik: 130 W/m-K
• Termal genleşme katsayısı: 21-24 x 10^-6 K^-1

Diğer

• İyi korozyon direnci
• Mükemmel basılabilirlik ve yüzey kalitesi
• Biyouyumlu per ISO 10993 ve ASTM F67
• Manyetik olmayan

Yoğunluk, AlSi12 gibi alüminyum alaşımları ile karşılaştırılabilir ve AlSi7Mg. Erime noktası da standart Al-Si döküm alaşımlarına benzer. Bu özellikler, sinterleme ve eritme yoluyla işleme ve konsolidasyona izin verir.

AlSi10Mg tozunun temel özelliklerine genel bakış

Mülkiyet	Tipik Değerler
Yoğunluk	2,67 g/cc
Erime Noktası	~615°C
Termal İletkenlik	130 W/m-K
Elektriksel Dirençlilik	4-8 x 10^-8 Ωm
Young Modülü	70-80 GPa
Poisson Oranı	0.33
Akma Dayanımı	215-365 MPa
Çekme Dayanımı	330-430 MPa
Uzama	8-10%
Sertlik	80-100 Brinell

Not: Özellikler hassas bileşime, üretim yöntemine, yapı yönüne, ısıl işleme vb. bağlıdır. Gösterilen değerler tipik veya standarttır.

Yüksek akma ve çekme mukavemeti ile iyi süneklik gibi mekanik özellikler, AlSi10Mg'yi endüstrilerdeki yüksek performanslı parçalar için uygun hale getirir. Alaşım, mukavemeti daha da artırmak için yaşla sertleştirilebilir. Mükemmel korozyon direnci, koruyucu bir oksit tabakası oluşturan silikon ilaveleri ile elde edilir. Genel olarak, AlSi10Mg metal AM için çok yönlü bir özellik kombinasyonu sağlar.

AlSi10Mg Toz Uygulamaları

AlSi10Mg tozunun hafif, güçlü ve yazdırılabilir özellikleri, onu eklemeli üretimde en yaygın kullanılan alaşımlardan biri haline getirmektedir. Bazı tipik uygulamalar şunlardır:

Havacılık ve uzay: Türbin kanatları, roket nozulları, yapısal braketler, uydu bileşenleri, İHA parçaları

Otomotiv: Güç aktarma organları parçaları, pistonlar, turboşarjlar, ısı eşanjörleri

Endüstriyel: Robotik, takım, aparat ve fikstürler, tahrik milleri

Tıbbi: Ortopedik implantlar, protezler, cerrahi aletler

Diğerleri: Isı alıcıları, hidrolik manifoldlar, muhafazalar, soğutma kanalları

AlSi10Mg, yukarıdaki uygulamalarda performansı ve verimliliği artıran karmaşık, optimize edilmiş geometriler sağlar. 3D baskı ile mümkün olan ince yapılar ısı transferini, sıvı akışını ve diğer özellikleri geliştirir.

AlSi10Mg'nin mükemmel mukavemet/ağırlık oranı, mekanik performansı korurken bileşen ağırlığını azaltır. Bu, araçlarda yakıt ekonomisini iyileştirmeye ve uzay uygulamalarında fırlatma maliyetlerini düşürmeye yardımcı olur.

 Sektörlerdeki AlSi10Mg uygulamalarına genel bakış

Sektör	Tipik Uygulamalar
Havacılık ve Uzay	Türbin kanatları, yapısal braketler, roket nozulları, uydular
Otomotiv	Güç aktarma organları, pistonlar, turboşarjlar, ısı eşanjörleri
Endüstriyel	Robotik, takım, aparat ve fikstürler
Tıbbi	Ortopedik implantlar, protezler
Genel	Isı alıcıları, hidrolik manifoldlar, muhafazalar

AlSi10Mg, AMS4967 ve AMS4169 gibi standartları karşılayan havacılık ve uzay uygulamaları için onaylanmıştır. Kapsamlı nitelikler ve testler, aşırı ortamlar altındaki performansını doğrular. ISO 10993 ve ASTM F67 uyarınca biyouyumluluk, tıbbi cihazlarda ve implantlarda kullanıma izin verir. Genel olarak, AlSi10Mg kritik uygulamalar için çok yönlü hafif bir malzeme çözümü sunar.

AlSi10Mg Tozunun İşlenebilirliği

AlSi10Mg tozu, aşağıdaki gibi başlıca metal katkılı üretim yöntemleri ile işlenebilir:

• Seçici Lazer Eritme (SLM)
• Doğrudan Metal Lazer Sinterleme (DMLS)
• Elektron Işınıyla Eritme (EBM)

Lazer Tabanlı Yöntemler: SLM ve DMLS, parçaları katman katman oluşturmak için bir toz yatağının bölgelerini seçici olarak kaynaştırmak için yüksek güçlü bir lazer kullanır. Birleştirilmiş malzeme geleneksel alüminyum alaşımlarıyla karşılaştırılabilir özelliklere sahiptir. SLM tipik olarak tam eritme için daha yüksek lazer gücü kullanır. DMLS, toz parçacıklarını sinterlemek için daha düşük güce sahiptir.

Elektron Işını Eritme: EBM, malzemeyi eritmek ve kaynaştırmak için ısı kaynağı olarak bir elektron ışını kullanır. Her katmanı hızlı bir şekilde kaynaştırdığı için lazer işlemlerinden daha yüksek yapı oranlarına ulaşabilir. Malzeme özellikleri SLM ve DMLS ile benzerdir.

Yazdırma Parametreleri: Tipik SLM parametreleri - Lazer gücü 175-350 W, Tarama hızı 700-1500 mm/s, Katman kalınlığı 20-100 μm. EBM için - Işın gücü 3-7 kW, Tarama hızı 1000-2500 mm/s, Katman kalınlığı 50-200 μm.

Diğer yöntemler: AlSi10Mg tozu, şekli oluşturmak için sıvı bir bağlayıcının seçici olarak biriktirildiği bağlayıcı püskürtmede de kullanılabilir. "Yeşil" parça daha sonra sinterlenir. Soğuk sprey biriktirme de mümkündür.

AlSi10Mg alaşım tozu ile uyumlu AM süreçleri

Süreç	Isı Kaynağı	Açıklama
SLM	Lazer	Seçici lazer eritme
DMLS	Lazer	Doğrudan metal lazer sinterleme
EBM	Elektron ışını	Elektron ışını ile eritme
Bağlayıcı püskürtme	Sıvı bağlayıcı	Bağlayıcı basıldı, ardından sinterlendi
Soğuk sprey	Kinetik	Substrat üzerine püskürtülen toz

AlSi10Mg tozu, lazer/elektron ışınına karşı yüksek emiciliğe ve mükemmel akış ve paketleme yoğunluğuna sahiptir. Bu, toz yatağı boyunca iyi yayılabilirlik ve verimli erime/sinterleme ile sonuçlanır. Parçacık boyutu ve küresel morfoloji de önemli bir rol oynar.

Genel olarak, AlSi10Mg, iyi yüzey kalitesi ve özellik çözünürlüğü ile karmaşık geometriler üretmek için PBF ve ilgili yöntemlerde mükemmel işlenebilirlik sunar.

Toz Özellikleri ve Kalitesi

AM süreçlerinde kullanılan AlSi10Mg tozu aşağıdaki özellikleri sergiler:

• Pürüzsüz yüzeyli küresel toz morfolojisi
• Minimum aglomerasyon ile akışkanlık
• Görünür yoğunluk ~1,2-1,6 g/cc
• Musluk yoğunluğu ~2,2-2,7 g/cc
• Tek tip kompozisyon dağılımı
• Düşük iç gözeneklilik ile yüksek saflık
• Kontrollü partikül boyutu dağılımı

Parçacık şekli: Küresel toz morfolojisi, toz yatağı boyunca iyi akış ve yayılabilirlik sağlar. Tek tip erime ve malzeme özellikleri ile sonuçlanır. Küreselliği >90% elde etmek için yaygın olarak gaz atomizasyonu kullanılır.

Akışkanlık: Yüksek akışkanlığa sahip tozlar eşit şekilde yayılır ve toz yatağı platformlarında yoğun şekilde paketlenir. Hall hunisinden 23-27 s/50g akış hızları tipiktir.

Parçacık boyutu: Partikül boyutu dağılımı genellikle 10-45 μm veya 15-45 μm'dir. Daha büyük partiküller ~35-45 μm akışı iyileştirirken, daha küçük olanlar ~15-25 μm yoğunluğu ve çözünürlüğü artırır.

Kompozisyon kontrolü: Spesifikasyon dahilinde bileşimin sıkı kontrolü malzeme performansını en üst düzeye çıkarır. Alaşım elementlerinin eşit dağılımı sağlanır.

Saflık: Düşük gözeneklilik ve inklüzyonlar ile yüksek saflık, proses kusurlarını önler. Oksijen içeriği <1000 ppm.

AlSi10Mg tozlarının tipik özellikleri ve karakteristikleri

Parametre	Tipik Değer	Rol
Parçacık şekli	Küresel >90%	Akışkanlık, yoğunluk
Parçacık boyutu (μm)	15-45	Yoğunluk, çözünürlük
Akış hızı (s/50g)	23-27	Toz yataklı paketleme
Görünür yoğunluk (g/cc)	1.2-1.6	Geri Dönüştürülebilirlik
Musluk yoğunluğu (g/cc)	2.2-2.7	Yeşil yoğunluk
Saflık	>99,5%	Kusur azaltma
Oksijen (ppm)	<1000	Temiz eritme

Parçacık şekli dağılımı (PSD) ve Hausner oranı gibi parametreler toz kalitesini gösterir. Gaz atomizasyonu üzerindeki sıkı kontrol, partiden partiye yüksek tutarlılık sağlar. Toz, bileşim raporu ve partiye özel analiz sertifikaları (COA) ile birlikte tedarik edilir.

AlSi10Mg Toz Tedarikçileri

AM için AlSi10Mg tozlarının başlıca küresel tedarikçilerinden bazıları şunlardır:

Met3DP

• Ticari adı: Atomize Alüminyum Tozu 5056
• Boyut aralığı (μm): 15-45, 23-53
• Paketleme 5 kg'lık şişelerden 1 metrik tonluk argonlu kutulara

GE Katkı Maddesi

• Ürün adı: AlSi10Mg
• Boyut aralığı (μm): 15-45
• Ambalaj: Argonlu 10 kg'lık şişeler

Sandvik Osprey

• Ürün Osprey AlSi10Mg
• Parçacıklar: Küresel, D50 40 μm
• Paketleme Argon dolu şişeler

LPW Teknoloji

• Ürün AlSi10Mg AM Tozu
• Boyut aralığı (μm): 15-45
• Ambalaj: Argon içinde 2 - 12 kg'lık şişeler

SLM Çözümleri

• Ürün SLM AlSi10Mg
• Boyut aralığı (μm): 15-45
• Ambalaj: 10 litrelik teneke kutular, 2 kg'lık şişeler

AlSi10Mg tozu tedarikçileri ve özellikleri

Tedarikçi	Ürün	Boyut (μm)	Paketleme
Met3DP	AlSi10Mg	15-45	Ar içeren şişeler/kutular
GE Katkı Maddesi	AlSi10Mg	15-45	Ar ile 10 kg'lık şişeler
Sandvik Osprey	Osprey AlSi10Mg	D50 40	Argon şişeleri
LPW	AlSi10Mg AM	15-45	Ar'da 2-12 kg'lık şişeler
SLM Çözümleri	SLM AlSi10Mg	15-45	Ar ile kutular/şişeler

Optimize edilmiş partikül fraksiyonları veya dağılımları ile özel AlSi10Mg varyasyonları talep üzerine üreticilerden temin edilebilir.

AlSi10Mg Toz Fiyatlandırması

AM işleme için AlSi10Mg tozunun fiyatı tipik olarak aşağıdakiler arasında değişir $90-150 kg başına miktar ve üreticiye bağlı olarak.

Fiyatlandırma hususları:

• Toz miktarı - Düşük paketleme maliyetleri nedeniyle toplu siparişlerde fiyatlar düşer
• Bileşim varyantları - Küçük eklemeler veya optimizasyonlar maliyeti artırabilir
• Kalite ve sertifikasyon - Daha yüksek saflık/tutarlılık maliyeti artırır
• Üretici - Premium tedarikçiler daha yüksek fiyatlandırma eğilimindedir
• Ambalaj - Özel ambalajlar (teneke kutular, şişeler vb.) fiyatı etkiler

Gösterge Fiyatlandırma:

Miktar	Kg başına fiyat (USD)
1 kg	$140-200
10 kg	$120-160
100 kg	$100-130
1,000+ kg	$90-110

Nakliye, vergiler ve herhangi bir özel sertifika gereksinimi nihai teslim maliyetine eklenebilir. Büyük OEM siparişleri genellikle sözleşmeler yoluyla üreticilerden indirimli fiyatlar alır.

AlSi10Mg tozu sipariş miktarına göre fiyat aralıkları

Sipariş Miktarı	Kg başına fiyat (USD)
1 kg	$140-200
10 kg	$120-160
100 kg	$100-130
1,000+ kg	$90-110

Met3DP AlSi10Mg Toz Fiyatı:

Metal Tozu	Boyut	Miktar	Fiyat/kg	Boyut	Miktar	Fiyat/kg
AlSi10Mg	15-45μm	1KG	70	15-53μm	1KG	51
		10KG	42		10KG	33
		100KG	34.6		100KG	23.5

AlSi10Mg Toz Seçimi

AlSi10Mg tozunun seçiminde dikkat edilmesi gereken temel hususlar şunlardır:

Başvuru şartları: Mukavemet, sertlik, süneklik, yorulma ömrü vb. gibi performans ihtiyaçları. Uygulamalar özel malzeme sertifikaları da talep edebilir.

AM süreç değişkenleri: Parçacık boyutu aralığı, şekli ve dağılımının yazıcı modeli, katman kalınlığı, ışın gücü ve ilgili parametrelerle eşleştirilmesi.

Kalite ve tutarlılık: Bileşim, saflık, partikül özellikleri vb. özellikleri güvenilir bir şekilde karşılayan toz partileri üretimde kullanım için kritik öneme sahiptir.

Bulunabilirlik ve teslim süreleri: Prototip çalışmaları için küçük miktarların bulunabilirliği önemli olabilirken, üretim için toplu siparişler ve istikrarlı uzun vadeli tedarik gerekir.

Fiyatlandırma: Kg başına fiyat miktara, sevkiyat maliyetlerine, tedarikçi marjlarına vb. bağlı olacaktır. Büyük OEM sözleşmeleri daha iyi fiyat alır.

Teknik destek: Metal tozu üretimi ve AM konusunda güçlü teknik uzmanlığa sahip üreticiler, en iyi toz seçenekleri konusunda rehberlik sağlayabilir.

AlSi10Mg tozu seçerken yerleşik tedarikçilerle çalışılması ve AM parça tasarım sürecinin başlarında işbirliği yapılması tavsiye edilir.

AlSi10Mg Tozunun Artıları ve Eksileri

Artıları

• İyi süneklik ile yüksek mukavemet
• Mükemmel korozyon direnci
• Kolayca kaynaklanabilir ve işlenebilir
• İyi termal özellikler
• Havacılık ve uzay kullanımı için yaygın olarak kalifiye
• Tıbbi implantlar için biyouyumlu

Eksiler

• AlSi7Mg ve AlSi12 alaşımlarına göre daha düşük akma dayanımı
• Baskı sırasında gözeneklilik kusurlarına karşı hassas
• Yüksek yansıtıcılık daha yüksek lazer gücü gerektirir
• 150°C'den yüksek sıcaklık uygulamaları için uygun değildir
• Alaşımsız alüminyum tozlarından daha pahalıdır

3D Baskıda AlSi10Mg Tozu için Toz Üretim Yöntemleri

3D baskı için AlSi10Mg tozu tipik olarak iki ana yöntemle üretilir:

1. Gaz Atomizasyonu

Gaz atomizasyonu, AlSi10Mg dahil olmak üzere yüksek kaliteli metal tozları üretmek için yaygın olarak kullanılan bir tekniktir. Bu işlemde, erimiş bir AlSi10Mg alaşımı akışı, nitrojen veya argon gibi inert bir gazla doldurulmuş basınçlı bir odaya enjekte edilir. Yüksek basınçlı gaz, erimiş metali ince damlacıklar halinde atomize eder ve bunlar daha sonra küresel toz parçacıkları halinde katılaşır.

2. Plazma Atomizasyonu

Plazma atomizasyonu gaz atomizasyonuna benzer bir işlemdir, ancak basınçlı bir gaz akışı yerine bir plazma torcu kullanır. Plazma torcu, erimiş metali daha da ince toz parçacıklarına atomize eden son derece sıcak, iyonize bir gaz üretir. Bu yöntem özellikle çok küçük partikül boyutlarına sahip tozlar üretmek için uygundur.

AlSi10Mg Toz Üretimi için Ekipman

3D baskı için AlSi10Mg tozu üretimi, aşağıdakiler de dahil olmak üzere özel ekipman içerir:

• Eritme Fırını: AlSi10Mg alaşımını istenen döküm sıcaklığına eritmek için yüksek sıcaklıklı bir fırın kullanılır.

• Atomizasyon Odası: Bu basınçlı haznede atomizasyon nozulu ve erimiş metali atomize etmek için inert gaz veya plazma torcu bulunur.

• Toz Toplama Sistemi: Bir filtre ve toplayıcı sistemi atomize toz partiküllerini yakalar ve bunları gaz akışından ayırır.

• Toz Sınıflandırma ve Şartlandırma: Toplanan toz, tutarlı partikül boyutu dağılımı ve akışkanlık sağlamak için sınıflandırılır ve şartlandırılır.

Ek Hususlar

• Hammadde Malzemesi: Hammadde AlSi10Mg alaşımının saflığı ve bileşimi, elde edilen tozun kalitesini önemli ölçüde etkiler.

• Atomizasyon Parametreleri: Gaz basıncı, plazma torç ayarları ve nozul tasarımı gibi atomizasyon parametreleri tozun partikül boyutunu, morfolojisini ve özelliklerini etkiler.

• İşlem sonrası: Toz, belirli 3D baskı uygulamaları için özelliklerini geliştirmek üzere eleme, ısıl işlem veya yüzey modifikasyonu gibi daha ileri işlem adımlarından geçebilir.

SSS

Q. AlSi10Mg tozunun kimyasal bileşimi nedir?

A. Tipik bileşim 9-11% silikon ve 0,2-0,45% magnezyum içeren alüminyum bazdır. Kalan diğer eser elementler toplam <0,55%'dir.

Q. AlSi10Mg ve AlSi10Mg tozunun yoğunluğu nedir?

A. Yoğunluk, hem dökme alaşım hem de toz formu için yaklaşık 2,67 g/cc'dir.

Q. AM ile yapılan AlSi10Mg parçaların mekanik özellikleri nelerdir?

A. Basılı AlSi10Mg, 330-430 MPa gerilme mukavemetine, 215-365 MPa akma mukavemetine ve 8-10% uzamaya sahiptir. Isıl işlem özellikleri daha da iyileştirebilir.

Q. AM'de AlSi10Mg tozu için hangi partikül boyutu önerilir?

A. Genellikle 15-45 mikronluk bir partikül boyutu aralığı kullanılır, ancak boyut dağılımları belirli yazıcılar ve katman kalınlığı gereksinimleri için optimize edilebilir.

Q. AlSi10Mg AM parçalarını işleyebilir / kaynaklayabilir misiniz?

A. Evet, 3D baskı ile yapılan AlSi10Mg parçaları, uygun bir gerilim giderme ısıl işleminden sonra geleneksel yöntemlerle işlenebilir ve kaynaklanabilir.

Q. AlSi10Mg tozu tekrar kullanılabilir mi?

A. AlSi10Mg tozu, AM prosesine ve kontaminasyon seviyelerine bağlı olarak, yenileme gerekmeden önce tipik olarak 5-10 kez geri dönüştürülebilir.

Sonuç

AlSi10Mg, havacılık, otomotiv, medikal ve endüstriyel uygulamalarda kullanım alanı bulan, metal katkılı üretim için önemli bir alüminyum alaşım tozudur. Temel avantajları arasında yüksek mukavemet-ağırlık oranı, korozyon direnci, mükemmel mekanik özellikler ve zorlu uygulamalar için geniş sertifikalar bulunmaktadır.

AM, döküm veya işleme yoluyla mümkün olmayan karmaşık optimize geometrilere olanak tanır. Kontrollü partikül özelliklerine ve bileşime sahip AlSi10Mg tozu, hatasız parçalar elde etmek için kritik öneme sahiptir. Önde gelen küresel tedarikçiler DMLS ve SLM gibi AM proseslerine uygun yüksek kaliteli toz sağlamaktadır.