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 Typ | Beschreibung | Merkmale |
|---|---|---|
| AlSi7Mg0,6 | Standardqualität | Gute Streichfähigkeit, optimierte Partikelgrößenverteilung |
| AlSi10Mg | Höherer Siliziumgehalt | Verbesserte Härte und Verschleißfestigkeit |
| AlSi7Mg0.6 EOS | Optimiert für EOS-Maschinen | Ausgezeichnete Fließfähigkeit und Streichfähigkeit |
AlSi7Mg-Pulver Eigenschaften
Hier sind einige typische Eigenschaften und Merkmale von AlSi7Mg-Pulvern aufgeführt:
| Parameter | Bereich |
|---|---|
| Partikelgröße | 15-45 Mikrometer |
| Fließfähigkeit | Ausgezeichnet |
| Scheinbare Dichte | 1,2-1,8 g/cm3 |
| Dichte des Gewindebohrers | 2,2-2,7 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:
| Anmeldung | Beispiel Komponenten | Vorteile |
|---|---|---|
| Luft- und Raumfahrt | Halterungen, Luftkanäle, Wärmetauscher | Geringes Gewicht, Korrosionsbeständigkeit |
| Automobilindustrie | Aufhängungselemente, Getriebegehäuse | Hohe Festigkeit, thermische Stabilität |
| Industriell | Kühlkörper, Robotikteile, Werkzeugbau | Maßhaltigkeit, Wärmeleitfähigkeit |
| Verbraucher | Drohnenkomponenten, Sportartikel | Komplexe Geometrie, Oberflächengüte |
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:
| Element | Gewicht % |
|---|---|
| Aluminium | Basis |
| Silizium | 6-8% |
| Magnesium | 0.25-0.45% |
| 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:
| Parameter | Typischer Wert |
|---|---|
| Schichtdicke | 20-100 Mikrometer |
| Laserleistung | 180-400 W |
| Scan-Geschwindigkeit | 800-2500 mm/s |
| Abstand zwischen den Luken | 0,1-0,2 mm |
| Unterstützt | Erforderlich für Überhänge |
| Wärmebehandlung | T6 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:
| Anbieter | Beschreibung |
|---|---|
| AP&C | Breite Palette von Al-Legierungen, weltweite Präsenz |
| Zimmerer-Zusatzstoff | Gute Verfügbarkeit, kleine bis große Mengen |
| EOS | OEM-Pulver optimiert für EOS-Maschinen |
| LPW-Technologie | Kundenspezifische Legierungen möglich, hohe Reinheit |
| Sandvik Fischadler | Führender 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:
| Legierung | AlSi7Mg | AlSi10Mg | Aluminium 6061 | Titan Ti6Al4V |
|---|---|---|---|---|
| Dichte | 2,7 g/cm3 | 2,7 g/cm3 | 2,7 g/cm3 | 4,4 g/cm3 |
| Zugfestigkeit | 430 MPa | 480 MPa | 230 MPa | 850 MPa |
| Dehnung | 8% | 3% | 12% | 10% |
| Wärmeleitfähigkeit | 150 W/m-K | 150 W/m-K | 180 W/m-K | 7 W/m-K |
| Korrosionsbeständigkeit | Gut | Gut | Mäßig | Ausgezeichnet |
| Maximale Betriebstemperatur | 200°C | 250°C | 330°C | 550°C |
| Vorlaufzeit | Kurz | Mittel | Kurz | Lang |
| Kosten | Niedrig | Mittel | Niedrig | Hoch |
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.
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.
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.
