AlSi7Mg-Pulver: Eigenschaften,Auswahl,Anwendungen

Überblick über AlSi7Mg-Pulver

AlSi7Mg-Pulver ist ein Aluminiumlegierungspulver, das etwa 7% Silizium und 0,3-0,45% Magnesium enthält. Es wird häufig für additive Metallherstellungsverfahren wie selektives Lasersintern (SLS) und direktes Metalllasersintern (DMLS) verwendet, um leichte, hochfeste Aluminiumteile mit guten thermischen Eigenschaften herzustellen.

Zu den wichtigsten Merkmalen von AlSi7Mg-Legierungspulver gehören:

  • Hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht
  • Gute Korrosionsbeständigkeit
  • Ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit
  • Gute Formbeständigkeit
  • Eignung für komplexe Geometrien
  • Oberflächengüte ähnlich wie beim Druckguss

AlSi7Mg gilt als optimaler Werkstoff für die Luft- und Raumfahrt, die Automobilindustrie und industrielle Anwendungen, bei denen geringes Gewicht und Leistung entscheidend sind. Mit AlSi7Mg-Pulver hergestellte Teile können traditionell hergestellte Aluminiumkomponenten ersetzen und bieten mehr Designfreiheit.

AlSi7Mg-Pulver-Typen

Es gibt einige Varianten von AlSi7Mg-Pulvern für die additive Fertigung:

Pulver TypBeschreibungMerkmale
AlSi7Mg0,6StandardqualitätGute Streichfähigkeit, optimierte Partikelgrößenverteilung
AlSi10MgHöherer SiliziumgehaltVerbesserte Härte und Verschleißfestigkeit
AlSi7Mg0.6 EOSOptimiert für EOS-MaschinenAusgezeichnete Fließfähigkeit und Streichfähigkeit

AlSi7Mg-Pulver Eigenschaften

Hier sind einige typische Eigenschaften und Merkmale von AlSi7Mg-Pulvern aufgeführt:

ParameterBereich
Partikelgröße15-45 Mikrometer
FließfähigkeitAusgezeichnet
Scheinbare Dichte1,2-1,8 g/cm3
Dichte des Gewindebohrers2,2-2,7 g/cm3
Restsauerstoffgehalt< 0,5%
Reststickstoffgehalt< 0,3%
Restkohlenstoffgehalt< 0,1%

Anwendungen von AlSi7Mg-Teilen

AlSi7Mg wird in der Regel für die Herstellung der folgenden Arten von Bauteilen verwendet:

AnmeldungBeispiel KomponentenVorteile
Luft- und RaumfahrtHalterungen, Luftkanäle, WärmetauscherGeringes Gewicht, Korrosionsbeständigkeit
AutomobilindustrieAufhängungselemente, GetriebegehäuseHohe Festigkeit, thermische Stabilität
IndustriellKühlkörper, Robotikteile, WerkzeugbauMaßhaltigkeit, Wärmeleitfähigkeit
VerbraucherDrohnenkomponenten, SportartikelKomplexe Geometrie, Oberflächengüte
AlSi7Mg-Pulver

AlSi7Mg-Pulver Spezifikationen

AlSi7Mg-Pulver für die additive Fertigung muss für eine optimale Leistung bestimmte Anforderungen an die chemische Zusammensetzung und die Partikelmorphologie erfüllen.

Chemische Zusammensetzung

Die typischen Grenzwerte für die chemische Zusammensetzung von AlSi7Mg-Pulver sind:

ElementGewicht %
AluminiumBasis
Silizium6-8%
Magnesium0.25-0.45%
Eisen< 0,55%
Kupfer< 0,05%
Mangan< 0,45%
Nickel< 0,05%
Zink< 0,10%
Blei< 0,05%
Zinn< 0,05%

Silizium und Magnesium werden absichtlich hinzugefügt, um die Festigkeit, Härte und Schweißbarkeit zu verbessern. Die Grenzwerte für Verunreinigungen tragen zur Sicherung der Pulverqualität bei.

Morphologie der Partikel

Die Partikelgrößenverteilung, die Form und die Fließeigenschaften bestimmen das Ausbreitungs- und Schmelzverhalten des Pulvers:

  • Partikelgröße zwischen 15-45 Mikron, normal verteilt
  • Sphärische Morphologie mit glatter Oberfläche
  • Scheinbare Dichte: 1,2-1,8 g/cm3
  • Klopfdichte: 2,2-2,7 g/cm3
  • Durchflussmenge: 25-35 s/50g
  • Hausner-Verhältnis: 1,25-1,5

AlSi7Mg Design und Druckparameter

Hier sind einige typische Parameter für das Design und den 3D-Druck von Bauteilen mit AlSi7Mg-Pulver aufgeführt:

ParameterTypischer Wert
Schichtdicke20-100 Mikrometer
Laserleistung180-400 W
Scan-Geschwindigkeit800-2500 mm/s
Abstand zwischen den Luken0,1-0,2 mm
UnterstütztErforderlich für Überhänge
WärmebehandlungT6 Temperament
  • Die Komplexität sollte kontrolliert werden, um eine übermäßige Pulverentfernung zu ermöglichen.
  • Eine Mindestwandstärke von 0,3-0,4 mm wird empfohlen.
  • Nachbearbeitungen wie Pulverentfernung, Wärmebehandlung, Endbearbeitung sind erforderlich

Lieferanten von AlSi7Mg-Pulver

Es gibt eine Reihe renommierter Anbieter, die hochwertiges AlSi7Mg-Pulver für die additive Fertigung liefern:

AnbieterBeschreibung
AP&CBreite Palette von Al-Legierungen, weltweite Präsenz
Zimmerer-ZusatzstoffGute Verfügbarkeit, kleine bis große Mengen
EOSOEM-Pulver optimiert für EOS-Maschinen
LPW-TechnologieKundenspezifische Legierungen möglich, hohe Reinheit
Sandvik FischadlerFührender Anbieter, weltweites Vertriebsnetz

Typische Preise für AlSi7Mg-Pulver liegen im Bereich von $80-100/kg für Bestellungen über 100 kg. Kleinere Mengen können 50-100% teurer sein.

Installation, Betrieb und Wartung von Metalldruckern

Einrichtung

  • Stellen Sie den Drucker auf eine stabile, flache und ebene Oberfläche.
  • Achten Sie auf eine Raumtemperatur von 20-25°C mit minimalen Temperaturschwankungen
  • Halten Sie die Luftfeuchtigkeit bei der Handhabung von Pulver zwischen 20-70%
  • Bei Bedarf Druckluft- oder Stickstoffversorgung bereitstellen
  • Installieren Sie eine zusätzliche Kühlung oder Heizung, wenn die Umgebungsbedingungen schwanken.
  • Einrichtung eines Pulverrecyclingsystems und von Nachbearbeitungsstationen

Operation

  • Regelmäßige Kalibrierungen und Qualitätskontrollen gemäß Herstellerangaben durchführen
  • Sichtprüfung der Teile während der Fertigung
  • Verwendung empfohlener Parameter auf der Grundlage von Teilegeometrie, Qualitätsanforderungen und Materialien
  • Überwachen Sie die Temperatur in der Baukammer, den Sauerstoffgehalt usw.
  • Sieben und mischen Sie das Pulver zwischen den Arbeitsschritten, um das Material aufzufrischen.
  • Sicherstellen, dass bei der Handhabung des Pulvers keine Feuchtigkeit eintritt

Wartung

  • Befolgung der täglichen, wöchentlichen und monatlichen Wartungspläne
  • Halten Sie die Maschine und die Baukammer sauber von verschüttetem Pulver
  • Regelmäßige Inspektion kritischer Komponenten wie Rückstreichmesser und Filter
  • Überwachung und Protokollierung von Fehlern und Anomalien im Logbuch
  • Schmieren Sie die beweglichen Teile gemäß Wartungshandbuch
  • Regelmäßige Validierung und Kalibrierung von Sensoren und Lasern
  • Planen Sie eine vorbeugende Wartung durch OEM-Techniker

Eine ordnungsgemäße Installation, Bedienung und Wartung ist entscheidend für gleichbleibend hochwertige 3D-Druckteile.

Wie wählt man AlSi7Mg-Pulver-Lieferanten aus?

Hier finden Sie einige Tipps zur Auswahl eines seriösen AlSi7Mg-Pulverlieferanten für Ihre Metall-AM-Anwendung:

  • Qualifikationen - Der Lieferant sollte über AS9100/ISO-Qualitätszertifizierungen speziell für die AM-Pulverproduktion verfügen.
  • Technisches Leistungsvermögen - Fähigkeit zur Anpassung von Legierungen, zur Änderung der Partikeleigenschaften und zur Durchführung von Anwendungstests
  • Qualitätskontrolle - Der Lieferant sollte über strenge Qualitätskontroll- und Stichprobenprüfungsprotokolle für jede Pulvercharge verfügen.
  • Erfahrung in der Industrie - Anzahl der Jahre, in denen Pulver an die AM-Industrie geliefert wird, Kundenstamm und Erfolgsgeschichten
  • F&E - Investitionen in laufende Forschung und Entwicklung zur Verbesserung der Qualität und Druckfähigkeit von AM-Pulver
  • Kosteneffizienz - Abwägen zwischen Kosten, Qualität und Konsistenz zur Wertmaximierung
  • Vorlaufzeit - Fähigkeit des Lieferanten, die Lieferfristen für die benötigte Menge einzuhalten
  • Kundenbetreuung - Reaktionsschnelligkeit bei Anfragen, technische Unterstützung, Kundendienst

Es wird empfohlen, einige potenzielle Lieferanten zu evaluieren, Referenzmuster zu erhalten, die technischen Daten zu prüfen und die Druckergebnisse zu validieren, bevor man große Mengen beschafft.

Vor- und Nachteile von AlSi7Mg-Pulver

AlSi7Mg ist ein vielseitiges Aluminiumlegierungspulver, das jedoch auch einige Einschränkungen aufweist.

Profis

  • Hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht
  • Gute Wärmeleitfähigkeit
  • Ausgezeichnete Maßhaltigkeit
  • Geeignet für komplexe Geometrien
  • Korrosions- und Verschleißfestigkeit
  • Weithin verfügbar und kostengünstig

Nachteile

  • Geringere maximale Temperaturbeständigkeit als Stähle
  • Anfällig für Porositätsfehler bei unsachgemäßem Druck
  • Geringere Härte als hochsiliziumhaltige Al-Legierungen
  • Erfordert Nachbearbeitung und Wärmebehandlung
  • Schlechtere Oberflächenqualität als bei Druckgussteilen

Bei den meisten Anwendungen überwiegen die Vorteile von geringem Gewicht, Leistung und geometrischer Freiheit. Die Optimierung der Parameter und die Qualitätskontrolle während des Drucks verbessern die Ergebnisse.

Wie AlSi7Mg-Pulver im Vergleich zu Alternativen abschneidet

AlSi7Mg wird im Folgenden mit einigen alternativen Legierungspulvern für die additive Fertigung verglichen:

LegierungAlSi7MgAlSi10MgAluminium 6061Titan Ti6Al4V
Dichte2,7 g/cm32,7 g/cm32,7 g/cm34,4 g/cm3
Zugfestigkeit430 MPa480 MPa230 MPa850 MPa
Dehnung8%3%12%10%
Wärmeleitfähigkeit150 W/m-K150 W/m-K180 W/m-K7 W/m-K
KorrosionsbeständigkeitGutGutMäßigAusgezeichnet
Maximale Betriebstemperatur200°C250°C330°C550°C
VorlaufzeitKurzMittelKurzLang
KostenNiedrigMittelNiedrigHoch

Für die meisten Leichtbauanwendungen bietet AlSi7Mg das beste Gleichgewicht aus Festigkeit, thermischen Eigenschaften, Herstellbarkeit und Kosten. Al-Legierungen mit höherem Siliziumgehalt verbessern die Härte und Temperaturbeständigkeit, verringern aber die Duktilität. Titanlegierungen bieten bessere Eigenschaften, verursachen aber höhere Kosten und Lieferzeiten.

Wie wählt man zwischen AlSi7Mg-Pulver-Lieferanten

Die Wahl des richtigen Lieferanten für AlSi7Mg-Pulver hängt von mehreren Faktoren ab:

Qualität und Konsistenz

  • Der Lieferant sollte über strenge Qualitätskontrollstandards und -verfahren verfügen.
  • Chemische Analyse, Partikelmorphologie, Mikrostruktur einheitlich zwischen den Partien
  • Kundenrückweisungsraten und Feedback zur Pulverleistung

Technische Unterstützung

  • Fähigkeit zur Anpassung von Legierungen, Durchführung von Anwendungstests
  • Empfehlungen zu Druckparametern auf der Grundlage von Erfahrungen
  • Schnelle Reaktion auf technische Fragen und Probenanalysen

Verfügbarkeit und Lieferung

  • Fähigkeit, kleine Prototyping-Aufträge bis hin zu großen Mengen zu liefern
  • Angemessene Vorlaufzeiten sowohl für Standard- als auch für kundenspezifische Materialien

Preisgestaltung

  • Abwägen von Kosten und Leistung auf der Grundlage der Anwendungsanforderungen
  • Mehrwertdienste wie Siebung, Mischen, Forschungsunterstützung

Kundenbetreuung

  • Reaktionsfähigkeit auf Anfragen, Angebote, Bedenken
  • Professionalität und technische Kompetenz des Teams

Zertifizierungen

  • Zertifizierung von Qualitätsmanagementsystemen wie ISO 9001
  • Branchenspezifische AM-Pulver-Zertifizierungen

Es wird empfohlen, mindestens 2-3 Lieferanten durch Tests zu qualifizieren, um die Versorgungssicherheit zu gewährleisten.

Anwendungen von AlSi7Mg in Schlüsselindustrien

AlSi7Mg findet breite Anwendung in der Luft- und Raumfahrt, im Automobilbau, in der Industrie und im Konsumgüterbereich.

Luft- und Raumfahrt

  • Strukturelle Halterungen, Flugwerkskomponenten, Wärmetauscher
  • Triebwerks- und Fahrwerksteile, die hohen Belastungen ausgesetzt sind
  • Komplexe Geometrien, die durch Gießen oder maschinelle Bearbeitung nicht möglich sind
  • 30-60% Gewichtseinsparung gegenüber Aluminiumlegierungen

Automobilindustrie

  • Teile des Antriebsstrangs wie Kolben, Turbolader, Getriebegehäuse
  • Hohe Temperaturbeständigkeit für Motorkomponenten
  • Starke und starre Aufhängungsteile
  • Maßgeschneiderte Designs für mehr Leistung

Industriell

  • Robotikkomponenten mit hoher Festigkeit und Vibrationsbeständigkeit
  • Lehren, Vorrichtungen, Presswerkzeuge mit langer Lebensdauer und Maßhaltigkeit
  • Kundenspezifische Greifer, Endeffektoren für Produktivität
  • Kleinserienproduktion von veralteten Ersatzteilen

Verbraucher

  • Leichte Drohnen, Quadcopter mit hochfesten Rahmen
  • Sportgeräte wie Golfschläger, Fahrradteile
  • Leistungsstarke RC-Car-Komponenten
  • Maßgeschneiderte orthopädische und prothetische Hilfsmittel

AlSi7Mg ermöglicht es Ingenieuren, die Leistung, die Anpassungsfähigkeit und die Gewichtseinsparungen in diesen Branchen zu maximieren.

Wie die Materialzusammensetzung die Eigenschaften von AlSi7Mg-Pulver beeinflusst

Die einzigartigen Eigenschaften von AlSi7Mg-Pulver ergeben sich aus der zugrunde liegenden Materialzusammensetzung und Mikrostruktur.

Die Rolle des Aluminiums

Die Aluminiummatrix bietet:

  • Geringe Dichte - 2,7 g/cm3 Dichte gegenüber 7,8 g/cm3 für Stahl
  • Hervorragende Wärmeleitfähigkeit zur Wärmeableitung
  • Hohes Reflexionsvermögen und nichtmagnetische Eigenschaften

Die Rolle von Silizium

Das Legierungselement Silizium:

  • Erhöht die Festigkeit durch Ausscheidungshärtung
  • Verbessert die Gießbarkeit und Schweißbarkeit
  • Verbessert die Verschleißfestigkeit durch harte Si-Partikel
  • Reduziert den Wärmeausdehnungskoeffizienten

Die Rolle von Magnesium

Zusatz von Magnesium:

  • Verstärkt die Legierung durch Mischkristallverfestigung
  • Verbessert mechanische Eigenschaften wie Duktilität
  • Hilft bei der Kontrolle der Kornstruktur

Legierung Mikrostruktur

Schlüsselphasen im AlSi7Mg-Mikrogefüge:

  • Primäre Alpha-Al-Matrix
  • Siliziumpartikel - erhöht die Härte
  • Intermetallische Phasen - verbessert die Festigkeit
  • Kornverfeinerung mit gleichmäßig feinen Körnern

Diese optimierte Zusammensetzung bietet ein hervorragendes Gleichgewicht zwischen Festigkeit, Duktilität, thermischer Stabilität und Korrosionsbeständigkeit, das für AM benötigt wird.

Konstruktionsprinzipien für AlSi7Mg-Teile

Im Folgenden finden Sie einige Konstruktionsrichtlinien, die Sie beim Entwurf von Bauteilen für den 3D-Druck mit AlSi7Mg-Pulver beachten sollten:

  • Optimierung der Wandstärke auf 0,3 - 0,8 mm für gute mechanische Eigenschaften
  • Verrundungen und Abrundungen mit einem Mindestradius > 0,5 mm, um Spannungskonzentrationen zu reduzieren
  • Entwurf feiner Kühlkanäle und -gitter zur Verbesserung der Wärmeübertragung, falls erforderlich
  • Ermöglichen Sie die Nachbearbeitung, indem Sie die Gesamtabmessungen des Rohmaterials etwas größer wählen.
  • Planen Sie mit Blick auf die Stützstrukturen - minimieren Sie große Überhänge und Winkel unter 45°.
  • Vermeiden Sie große Schwankungen der Querschnittsfläche entlang der Baurichtung
  • Löcher/Bohrungen leicht unterdimensioniert für die Nachbearbeitung einbeziehen
  • Minimierung des eingeschlossenen Volumens, um die Entfernung des Pulvers nach dem Druck zu erleichtern
  • Sicherstellen, dass die Komponenten leicht und ohne Beschädigung von der Bauplatte entfernt werden können

Durch die Einhaltung der Design-for-AM-Prinzipien können die Vorteile des 3D-Drucks mit AlSi7Mg-Pulver voll ausgeschöpft werden.

AlSi7Mg-Pulver

Wie man den AlSi7Mg-Druckprozess optimiert

Zur Optimierung des AlSi7Mg-Druckverfahrens muss die richtige Kombination von Parametern, Pulverqualität und Nachbearbeitung gefunden werden.

Druckparameter

  • Verwenden Sie eine Schichtdicke von 30-100 Mikron für eine gute Oberflächenqualität und Auflösung
  • Testen Sie verschiedene Laserleistungen, Scangeschwindigkeiten und Schraffurabstände für Ihre spezielle Bauteilgeometrie
  • Optimieren der Scan-Strategie - Streifen vs. Schachbrett, abwechselnde Richtungen zwischen den Schichten
  • Richten Sie das Teil so aus, dass möglichst wenig Stützen vorhanden sind und große Überhänge vermieden werden.

Pulver

  • Hochwertiges Pulver mit guter Fließfähigkeit und optimierter Partikelgrößenverteilung verwenden
  • Erwägen Sie die Verwendung von Frischpulver oder sieben/mischen Sie zwischen den Drucken, um die Konsistenz zu gewährleisten.
  • Pulver 1-4 Stunden lang bei 80-100°C vortrocknen, um Feuchtigkeit zu entfernen

Nachbearbeitung

  • Spannungsarmglühung zum Abbau von Eigenspannungen
  • HIP (Heiß-Isostatisches Pressen) zur Beseitigung innerer Hohlräume
  • Bearbeitung/Schleifen zur Verfeinerung der Oberflächenrauhigkeit und zum Erreichen kritischer Abmessungen
  • T6-Wärmebehandlung für maximale Festigkeit und Härte
  • Kugelstrahlen zur Verbesserung der Oberflächengüte und Ermüdungsfestigkeit

Kontinuierliche Tests und die Verfeinerung des Prozesses sind der Schlüssel zur Herstellung qualitativ hochwertiger AlSi7Mg-Teile.

AlSi7Mg-Pulver für Luft- und Raumfahrtanwendungen

AlSi7Mg hat sich aufgrund seines ausgezeichneten Verhältnisses zwischen Festigkeit und Gewicht zu einer bevorzugten Metallpulverlegierung für Luft- und Raumfahrtteile entwickelt.

Vorteile für die Luft- und Raumfahrt

  • 30% ist leichter als Titanlegierungen, 60% ist leichter als Nickellegierungen
  • Widersteht Ermüdung, Korrosionsrissen und Kriechverformung
  • Stabil bei höheren Temperaturen bis zu 300°C
  • Glattere Oberflächen als beim direkten Metall-Lasersintern (DMLS)

Beispiel Komponenten

Zu den typisch hergestellten Flugzeugkomponenten gehören:

  • Strukturelle Halterungen, Hydraulikverteiler, Kraftstoffleitungen
  • Dynamisch beanspruchte Teile von Tragflächen und Fahrwerken
  • Motorhalterungen, Gehäuse, Wärmetauscher
  • Konforme Kühlkanäle für Werkzeuge

Normen für die Luft- und Raumfahrt

Zu den wichtigsten Normen gehören:

  • AMS 4242 - Zusammensetzungsgrenzen für AlSi7Mg-Gusslegierungen
  • AMS 7001 - Klassifizierungssystem für AM-Aluminiumpulver
  • AMS 7016 - Spezifikationen für AlSi7Mg AM-Pulver
  • AMS 7032 - Qualitätsanforderungen für AM-Luftfahrtteile

Qualifikationen

Um gedruckte AlSi7Mg-Teile für den Flug zu qualifizieren, sind umfangreiche Tests erforderlich:

  • Zugfestigkeit, Ermüdung, Bruchzähigkeit, Korrosion, thermische
  • Konformität mit CAD-Modellen - GD&T
  • Zerstörungsfreie Prüfung - CT-Scans, Röntgenstrahlen
  • Charakterisierung des Mikrogefüges
  • Vergleich mit geschmiedeten Teilen

AlSi7Mg ermöglicht leichtere, festere und leistungsfähigere Flugzeugkonstruktionen, die mit herkömmlichen Fertigungsverfahren nicht möglich sind.

AlSi7Mg für Automobilanwendungen

AlSi7Mg-Pulver ist vorteilhaft für den Druck leichter, hochfester Automobilteile.

Vorteile

  • Bis zu 50% Gewichtsreduzierung gegenüber Aluminiumgusslegierungen
  • Zusammenführung von Komponenten zu einem einzigen 3D-Druckteil
  • Anpassbare Designs für verbesserte Funktionalität
  • Weniger Materialabfall im Vergleich zur maschinellen Bearbeitung

Beispiel Komponenten

  • Kolben - optimierte Kühlkanalausführungen
  • Zylinderköpfe - hohe Temperaturen, Druckbelastungen
  • Bremsscheiben - Beständigkeit gegen Verschleiß und hohe Temperaturen
  • Aufhängungsteile - hohe Festigkeit und Ermüdungsfestigkeit

Normen für die Automobilindustrie

Zu den einschlägigen Normen gehören:

  • ISO 17296-3 - Spezifikationen für AM-Metallteile
  • ASTM F3001 - Norm für AM-Legierungen für Medizin und Luft- und Raumfahrt
  • VDA 6.1 - Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit
  • Kundenspezifische OEM-Normen - z.B. VAG 4657

Automotive-Qualifikation

Die Qualifikationsprüfung umfasst:

  • Zug-, Druck-, Ermüdungs-, Bruch- und Schlageigenschaften
  • Korrosionsbeständigkeit - Salznebel, Atmosphärentests
  • Validierung der mechanischen Eigenschaften über die Lebensdauer
  • Optische und SEM-Charakterisierung der Mikrostruktur
  • Dichteanalyse mit

Trends und Entwicklungen bei AlSi7Mg-Pulver

Das AlSi7Mg-Legierungssystem wird durch neue Pulverentwicklungen und Druckinnovationen ständig weiterentwickelt.

Verbesserungen des Pulvers

  • Erhöhter Siliziumgehalt für höhere Festigkeit - AlSi10Mg, AlSi12Mg-Legierungen
  • Feines Pulver für bessere Auflösung - Partikelgrößen von 5-25 Mikron
  • Geringerer Gehalt an Sauerstoff- und Stickstoffverunreinigungen
  • Besserer Pulverfluss und bessere Streichfähigkeit

Drucker-Fähigkeiten

  • Größere Bauvolumen bis zu 500 x 500 x 500 mm
  • Multi-Laser-Systeme für höhere Produktivität
  • Geschlossene Prozesssteuerung für Konsistenz
  • Integriertes Pulverhandling und Recycling

Nachbearbeitung

  • Automatisierte Trägerentfernung und Oberflächenbearbeitung
  • Integrierte Wärmebehandlungsöfen
  • Fähigkeit zum heißisostatischen Pressen (HIP) von Teilen an Ort und Stelle
  • Automatisierte Inspektion mittels CT-Scan

Anwendungen

  • Verstärkte Verwendung in strukturellen Flugzeugkomponenten
  • Hochvolumige Automobilteile wie Radnaben
  • Maßgeschneiderte orthopädische Implantate mit Gitterstrukturen
  • Konforme Kühlkanäle in Spritzgießwerkzeugen

Fortschritte in allen Bereichen der additiven Fertigung werden die Akzeptanz von AlSi7Mg für unternehmenskritische Anwendungen erhöhen.

Herausforderungen und Grenzen von AlSi7Mg-Pulver

Trotz seiner Stärken birgt AlSi7Mg einige Herausforderungen, denen sich Ingenieure bewusst sein sollten.

Metallurgische Herausforderungen

  • Neigung zur Erstarrungsrissbildung - sorgfältige Erstarrungskontrolle erforderlich
  • Porosität aufgrund von Gaseinschlüssen - Prozessoptimierung erforderlich
  • Wärmebehandlung kann zu Dimensionsänderungen führen

Druck-Herausforderungen

  • Hohe Reflektivität erfordert höhere Laserleistung
  • Schwer zu erreichende Oberflächengüte von Gussteilen
  • Eigenspannungen können Teile verformen oder Risse verursachen

Leistungsgrenzwerte

  • Geringe Härte und Verschleißfestigkeit im Vergleich zu Stählen
  • Nicht geeignet für Hochtemperaturanwendungen über 300°C
  • Geringere Festigkeit als siliziumreiche Al-Legierungen wie AlSi12Mg

Herausforderungen in der Produktion

  • Derzeit auf die Luft- und Raumfahrt und die Automobilindustrie beschränkt - hohe Kosten
  • Nachbearbeitungszeit und -kosten
  • Validierungs- und Qualifizierungsaufwand

Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung von Legierungen, Parametern und Technologien werden die Möglichkeiten der AlSi7Mg-AM erheblich verbessert.

AlSi7Mg-Pulver

FAQs

Hier finden Sie einige häufig gestellte Fragen zu AlSi7Mg-Pulver für die additive Fertigung von Metallen:

Was sind die wichtigsten Vorteile von AlSi7Mg?

AlSi7Mg bietet ein hervorragendes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht in Verbindung mit guter Duktilität, thermischen Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit. Es ermöglicht geringes Gewicht und Designfreiheit.

Welche Branchen verwenden typischerweise AlSi7Mg?

In der Luft- und Raumfahrt sowie in der Automobilindustrie wird derzeit hauptsächlich AlSi7Mg-Pulver verwendet. Aber auch in Industriemaschinen, medizinischen Geräten und Konsumgütern wird es zunehmend eingesetzt.

Was sind die typischen Kosten für AlSi7Mg-Pulver?

AlSi7Mg-Pulver kostet derzeit etwa $80-120 pro kg, wobei die Luft- und Raumfahrtqualitäten am oberen Ende liegen. Die Preise variieren je nach Menge und Lieferant.

Welche Wärmebehandlung wird für AlSi7Mg-Teile verwendet?

Üblich ist eine T6-Wärmebehandlung - Lösungsglühen, Abschrecken und künstliche Alterung, um die höchste Festigkeit zu erreichen. Auch HIP kann verwendet werden.

Benötigt AlSi7Mg während des Drucks Unterlagen?

Ja, während des Drucks werden Stützen benötigt, um Verformungen zu vermeiden und zu verhindern, dass Überhänge durchhängen oder sich verziehen.

Welche Normen gelten für AlSi7Mg-Pulver?

Die wichtigsten Normen sind AMS 4242 für die Zusammensetzung, AMS 7001 für die Klassifizierung und AMS 7016 für AM-Pulverspezifikationen.

Welche Nachbearbeitung ist für AlSi7Mg-Teile erforderlich?

Zu den Nachbearbeitungsschritten gehören das Entfernen von Unterlagen, Wärmebehandlung, HIP, Bearbeitung, Schleifen, Polieren und Beschichten. Dadurch werden Oberfläche und Eigenschaften verbessert.

Welche typische Oberflächenbeschaffenheit kann beim Druck von AlSi7Mg erwartet werden?

Mit einer Prozessoptimierung kann für gedruckte AlSi7Mg-Teile eine Oberflächenrauheit von etwa 10-15 Mikron Ra erreicht werden.

Gibt es Gesundheits- und Sicherheitsrisiken bei AlSi7Mg-Pulver?

Wie andere Metallpulver kann es reaktiv und brennbar sein, daher sind bei der Handhabung und Lagerung Vorsichtsmaßnahmen erforderlich. Geeignete PSA sollte verwendet werden.

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