polvo de aluminio para impresión 3d se utiliza cada vez más en la fabricación aditiva para crear piezas ligeras y de alta resistencia en todos los sectores. Esta guía ofrece una visión completa de los polvos de aluminio para impresión 3D.
Introducción al polvo de aluminio para AM
El aluminio es un material popular para la impresión 3D debido a:
- Baja densidad - 2,7 g/cc
- Alta resistencia específica
- Excelente conductividad térmica y eléctrica
- Buena resistencia a la corrosión
- Soldabilidad y mecanizabilidad
- Bajos costes de material
Propiedades clave del polvo de aluminio:
- Morfología esférica del polvo
- Distribución controlada del tamaño de las partículas
- Altos niveles de pureza superiores al 99,5% Al
- Derivado de aluminio reciclado en algunos casos
- Disponible para procesos de inyección de aglutinante, DMLS, SLM
El polvo de aluminio permite imprimir componentes ligeros imposibles de fabricar por otros métodos.
Tipos de polvo de aluminio para fabricación aditiva
Para la AM se utilizan diversos polvos de aleación de aluminio:
Tipos de polvo de aluminio para impresión 3D
| Tipo | Descripción | Aplicaciones |
|---|---|---|
| AlSi10Mg | Aleación fundida con silicio y magnesio | Aeroespacial, automoción |
| AlSi7Mg | Aleación de resistencia moderada con Si, Mg | Máquinas industriales |
| 6061 | Aleación forjada de resistencia media con Mg, Si | Soportes y accesorios personalizados |
| Serie 5XXX | 5% magnesio para mayor resistencia | Herramientas, marina |
| Aluminio puro | Aluminio no aleado >99,7% | Gestión térmica, eléctrica |
Se están cualificando aleaciones especializadas para que las técnicas aditivas igualen las propiedades de las aleaciones convencionales.
Composición de polvo de aluminio para impresión 3d
Composición típica de los polvos de aleación de aluminio para AM:
Composición de los polvos de impresión de aluminio
| Aleación | Al | Mg | Si | Fe | Cu | Mn |
|---|---|---|---|---|---|---|
| AlSi10Mg | Bal. | 0.2-0.5% | 9-11% | <0,55% | <0,05% | <0,45% |
| AlSi7Mg | Bal. | 0.1-0.5% | 6-8% | <1% | <0,1% | <0,1% |
| 6061 | Bal. | 0.8-1.2% | 0.4-0.8% | <0,7% | 0.15-0.4% | <0,15% |
| 5056 | Bal. | 4.5-6% | <0,4% | <0,5% | <0,1% | 0.1-0.5% |
El silicio mejora la moldeabilidad y la fluidez. El magnesio aumenta la resistencia. Las impurezas se reducen al mínimo para la idoneidad AM.
Propiedades principales del polvo de impresión de aluminio
Propiedades del polvo de impresión de aluminio
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Densidad | 2,7 g/cc |
| Punto de fusión | 475-650°C |
| Conductividad térmica | 120-180 W/mK |
| Conductividad eléctrica | 35-38 MS/m |
| Resistencia a la tracción | 230-520 MPa |
| Alargamiento | 3-8% |
| Módulo de Young | 68-72 GPa |
| Dureza | 65-100 HB |
Estas propiedades hacen que el aluminio sea adecuado para piezas impresas ligeras y conductoras térmica y eléctricamente.
Características del polvo de aluminio para AM
Características del polvo de aluminio
| Parámetro | Detalles | Significado |
|---|---|---|
| Forma de las partículas | Esférica | Mejora la fluidez |
| Distribución por tamaños | 10-100 μm | Controla la resolución de las piezas |
| Densidad aparente | 1,2-1,8 g/cc | Afecta a la densidad final de la pieza |
| Caudal | 20-30 s/50g | Indica la capacidad de dispersión del polvo |
| Contenido de óxido | < 3% | Impacta el flujo de polvo y la sinterización |
| Contenido en hidrógeno | < 0,15% | Reduce la porosidad de las piezas |
La esfericidad y la distribución controlada del tamaño de las partículas son fundamentales para los polvos de aluminio AM.
Especificaciones del polvo de impresión de aluminio
Especificaciones del polvo de aluminio
| Parámetro | Alcance/Límite | Estándar |
|---|---|---|
| Tamaño de las partículas | 10-63 μm | ASTM B214 |
| Densidad aparente | > 0,80 g/cc | ASTM B212 |
| Caudal Hall | < 30 s/50g | ASTM B213 |
| Contenido de óxido | < 3% | ASTM B237 |
| Composición de Mg, Si | Límites de aleación | ASTM B937 |
| Impurezas | Límites de Fe, Cu, Mn | ASTM B937 |
Las principales características y composición del polvo se verifican con arreglo a especificaciones normalizadas.
Ventajas de utilizar polvo de aluminio para impresión 3d
Ventajas del aluminio para la impresión 3D
- Aligeramiento: alta relación resistencia-peso
- Reducción de los residuos de material
- Mayor libertad de diseño y consolidación de piezas
- Eliminación de herramientas y mecanizado
- Fabricación bajo demanda y justo a tiempo
- Alta conductividad térmica y eléctrica
- Excelente resistencia a la corrosión
- Buen acabado y postprocesado
- Rentabilidad para la producción de volúmenes medios
La fabricación aditiva de polvo de aluminio ofrece ventajas significativas sobre las técnicas convencionales para piezas estructurales y funcionales ligeras.
Aplicaciones de los componentes de aluminio impresos en 3D
Aplicaciones industriales del aluminio impreso en 3D
| Industria | Componentes |
|---|---|
| Aeroespacial | Soportes de fuselaje, intercambiadores de calor, álabes de turbina |
| Automoción | Chasis, piezas de propulsión, interiores a medida |
| Industrial | Robótica, utillaje, fijaciones, montajes |
| Consumidores | Carcasas electrónicas, carrocerías de drones |
| Arquitectura | Paneles decorativos, revestimientos murales |
| Médico | Implantes ortopédicos, prótesis |
La fabricación aditiva permite geometrías de aluminio antes imposibles, consolidación y personalización en diversos sectores.
Cómo elegir proveedores de polvo de aluminio para impresoras
Elegir un proveedor de polvo de aluminio
- Experiencia en la producción de polvos AM
- Capacidad para personalizar las aleaciones y el tamaño de las partículas
- Calidad constante y reproducibilidad
- Precios competitivos y transparentes
- Experiencia técnica y atención al cliente
- Análisis de lotes y datos de certificación
- Inventario y plazos de entrega más cortos
- Capacidad para hacer frente a las fluctuaciones de la demanda
- Abastecimiento responsable y sostenible
Un socio fiable de polvo de aluminio suministra polvos personalizados y cualificados adaptados a los requisitos de la aplicación.
Fabricantes de polvo de impresión de aluminio
Proveedores de polvo de aluminio para AM
| Empresa | Ubicación |
|---|---|
| Sandvik | Alemania |
| AP&C | Canadá |
| Praxair | EE.UU. |
| Aditivo para carpinteros | EE.UU. |
| Polvos y revestimientos avanzados | EE.UU. |
| Tecnología LPW | REINO UNIDO |
Estos proveedores líderes proporcionan tamaños de partícula controlados, morfología esférica, aleaciones personalizadas y amplios datos de cualificación para garantizar impresiones óptimas.
Análisis de costes del polvo de impresión de aluminio
Coste del polvo de aluminio
| Grado | Coste por kg |
|---|---|
| Aluminio puro | $50-$100 |
| AlSi10Mg | $55-$120 |
| Aleación 6061 | $60-$150 |
| Serie 5XXX | $65-$140 |
Los precios dependen de la composición de la aleación, los niveles de impurezas, las características de las partículas y el volumen de compra. Importante ahorro de costes frente a las aleaciones de titanio.
Comparación del aluminio con otros materiales de impresión
Comparación del polvo de aluminio con otras alternativas
| Parámetro | Aluminio | Titanio | Acero inoxidable |
|---|---|---|---|
| Densidad (g/cc) | 2.7 | 4.5 | 8.0 |
| Resistencia a la tracción (MPa) | 230-520 | 900-1200 | 500-1000 |
| Conductividad térmica (W/mK) | 120-180 | 7-16 | 15-30 |
| Conductividad eléctrica (MS/m) | 35-38 | 2.4 | 1.5 |
| Coste por kg | $50-$150 | $200-$500 | $20-$50 |
| Imprimibilidad | Feria | Difícil | Excelente |
El aluminio ofrece la mejor combinación de resistencia, peso, conductividad y coste. El acero inoxidable es más fácil de imprimir, pero más pesado. El titanio es un reto.
Preguntas frecuentes
P: ¿Cuál es la granulometría típica del polvo de aluminio AM?
R: Los tamaños de partícula habituales oscilan entre 10 y 45 micras, con una distribución ajustada en torno a 20-35 micras para un flujo óptimo y una alta resolución.
P: ¿Qué grados de aluminio son compatibles con la impresión 3D?
R: Las aleaciones AlSi10Mg, AlSi7Mg y las de la serie 6xxx, como la 6061, han sido calificadas. Los grados 5XXX también están ganando popularidad por su mayor resistencia.
P: ¿Qué proceso de AM es el más adecuado para el aluminio?
R: El DMLS, la SLM y el chorro de aglutinante permiten imprimir aluminio. El chorro de aglutinante proporciona velocidades de construcción más rápidas, pero el DMLS y la SLM ofrecen mejores propiedades mecánicas.
P: ¿Requiere el polvo de aluminio precauciones especiales de manipulación?
R: El aluminio finamente dividido puede ser inflamable o explosivo en el aire. Se recomiendan cajas de guantes de gas inerte para su almacenamiento y manipulación.
P: ¿Se requieren tratamientos térmicos para el aluminio impreso en 3D?
R: Sí, pueden realizarse tratamientos de disolución, envejecimiento, recocido o alivio de tensiones para conseguir las propiedades y microestructuras de material deseadas.
P: ¿Qué acabados superficiales pueden conseguirse con las piezas de aluminio AM?
R: Los acabados impresos en torno a 15 micras Ra pueden suavizarse hasta menos de 1 micra Ra mediante granallado, esmerilado, lijado y pulido.
P: ¿Pueden las piezas impresas de aluminio igualar las propiedades de las aleaciones a granel?
R: Con parámetros optimizados y un tratamiento posterior, las piezas aditivas pueden alcanzar propiedades mecánicas iguales o mejores que las aleaciones de aluminio procesadas tradicionalmente.
P: ¿Qué principios de diseño se aplican a la AM de aluminio?
R: La orientación de la impresión, los soportes mínimos, los radios internos generosos y la consideración de las tensiones térmicas mejoran los resultados. Se prefieren espesores de pared superiores a 1 mm.
