алюминиевый порошок для 3d-печати все чаще используется в аддитивном производстве для создания легких и высокопрочных деталей в различных отраслях промышленности. В этом руководстве представлен полный обзор алюминиевых порошков для 3D-печати.
Введение в алюминиевую пудру для AM
Алюминий - популярный материал для 3D-печати благодаря:
- Низкая плотность - 2,7 г/куб. см
- Высокая удельная прочность
- Отличная тепло- и электропроводность
- Хорошая коррозионная стойкость
- Свариваемость и обрабатываемость
- Низкая стоимость материалов
Основные свойства алюминиевой пудры:
- Сферическая морфология порошка
- Контролируемый гранулометрический состав
- Высокий уровень чистоты более 99,5% Al
- В некоторых случаях они производятся из переработанного алюминия
- Доступен для струйной подачи связующего, процессов DMLS, SLM
Алюминиевый порошок позволяет печатать легкие компоненты, которые невозможно изготовить другими методами.
Виды алюминиевых порошков для аддитивного производства
Для AM используются различные порошки алюминиевых сплавов:
Виды алюминиевых порошков для 3D-печати
| Тип | Описание | Приложения |
|---|---|---|
| AlSi10Mg | Литой сплав с кремнием и магнием | Аэрокосмическая промышленность, автомобилестроение |
| AlSi7Mg | Умеренно прочный сплав с Si, Mg. | Промышленные машины |
| 6061 | Среднепрочный деформируемый сплав с Mg, Si | Нестандартные кронштейны, крепления |
| Серия 5XXX | 5% магний для прочности | Инструмент, морская техника |
| Чистый алюминий | Нелегированный алюминий >99,7% | Терморегулирование, электрика |
Специализированные сплавы проходят квалификацию для использования аддитивных технологий, чтобы соответствовать свойствам обычных сплавов.
Состав алюминиевый порошок для 3d-печати
Типичный состав порошков алюминиевых сплавов для AM:
Состав алюминиевых печатных порошков
| Сплав | 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% |
Кремний улучшает литейные свойства и текучесть. Магний повышает прочность. Примеси сведены к минимуму для обеспечения пригодности для АМ.
Основные свойства алюминиевой печатной пудры
Свойства алюминиевой печатной пудры
| Недвижимость | Значение |
|---|---|
| Плотность | 2,7 г/куб. см |
| Температура плавления | 475-650°C |
| Теплопроводность | 120-180 Вт/мК |
| Электропроводность | 35-38 MS/m |
| Прочность на разрыв | 230-520 МПа |
| Удлинение | 3-8% |
| Модуль Юнга | 68-72 ГПа |
| Твердость | 65-100 HB |
Благодаря этим свойствам алюминий подходит для изготовления легких, тепло- и электропроводящих печатных деталей.
Характеристики алюминиевой пудры для AM
Характеристики алюминиевой пудры
| Параметр | Подробности | Значение |
|---|---|---|
| Форма частиц | Сферическая | Улучшает текучесть |
| Распределение по размерам | 10-100 мкм | Контролирует разрешение детали |
| Кажущаяся плотность | 1,2-1,8 г/куб. см | Влияет на плотность конечной детали |
| Расход | 20-30 с/50 г | Указывает на растекаемость порошка |
| Содержание оксидов | < 3% | Влияние на поток порошка и спекание |
| Содержание водорода | < 0,15% | Уменьшает пористость деталей |
Сферичность и контролируемое распределение частиц по размерам очень важны для алюминиевых AM-порошков.
Технические характеристики алюминиевой пудры для печати
Технические характеристики алюминиевой пудры
| Параметр | Диапазон/предел | Стандарт |
|---|---|---|
| Размер частиц | 10-63 мкм | ASTM B214 |
| Кажущаяся плотность | > 0,80 г/куб. см | ASTM B212 |
| Расход воздуха в зале | < 30 с/50 г | ASTM B213 |
| Содержание оксидов | < 3% | ASTM B237 |
| Состав Mg, Si | Пределы сплава | ASTM B937 |
| Примеси | Пределы Fe, Cu, Mn | ASTM B937 |
Основные характеристики и состав порошка проверяются на соответствие стандартным спецификациям.
Преимущества использования алюминиевый порошок для 3d-печати
Преимущества алюминия для 3D-печати
- Облегчение - высокое соотношение прочности и веса
- Сокращение отходов материалов
- Повышенная свобода проектирования и консолидация деталей
- Отказ от инструмента и механической обработки
- Изготовление по требованию и точно в срок
- Высокая тепло- и электропроводность
- Отличная коррозионная стойкость
- Хорошая отделка и постобработка
- Экономическая эффективность для среднесерийного производства
Аддитивное производство алюминиевого порошка дает значительные преимущества по сравнению с традиционными методами для создания легких конструкционных и функциональных деталей.
Области применения 3D-печатных алюминиевых компонентов
Отраслевые применения 3D-печатного алюминия
| Промышленность | Компоненты |
|---|---|
| Аэрокосмическая промышленность | Кронштейны планера, теплообменники, лопатки турбин |
| Автомобильная промышленность | Шасси, детали силовых агрегатов, интерьеры на заказ |
| Промышленность | Робототехника, оснастка, приспособления, крепления |
| Потребитель | Корпуса электроники, корпуса беспилотников |
| Архитектура | Декоративные панели, облицовка стен |
| Медицина | Ортопедические имплантаты, протезы |
Аддитивное производство позволяет создавать ранее невозможные геометрические формы алюминия, консолидировать и кастомизировать изделия в различных отраслях.
Как выбрать поставщиков алюминиевого порошка для принтера
Выбор поставщика алюминиевой пудры
- Опыт производства порошков для AM
- Возможность индивидуального подбора сплавов и размера частиц
- Постоянное качество и воспроизводимость
- Конкурентоспособное и прозрачное ценообразование
- Техническая экспертиза и поддержка клиентов
- Анализ партий и данные сертификации
- Запасы и сокращение сроков выполнения заказа
- Способность удовлетворять колебания спроса
- Ответственное и устойчивое снабжение
Надежный партнер по производству алюминиевых порошков поставляет специализированные и квалифицированные порошки, отвечающие требованиям конкретного применения.
Производители алюминиевой печатной пудры
Поставщики алюминиевой пудры для AM
| Компания | Расположение |
|---|---|
| Sandvik | Германия |
| AP&C | Канада |
| Praxair | США |
| Столярная присадка | США |
| Современные порошки и покрытия | США |
| Технология LPW | ВЕЛИКОБРИТАНИЯ |
Эти ведущие поставщики обеспечивают контролируемый размер частиц, сферическую морфологию, индивидуальные сплавы и обширные квалификационные данные для обеспечения оптимальных отпечатков.
Анализ затрат на алюминиевую печатную пудру
Стоимость алюминиевой пудры
| Класс | Стоимость за кг |
|---|---|
| Чистый алюминий | $50-$100 |
| AlSi10Mg | $55-$120 |
| сплав 6061 | $60-$150 |
| Серия 5XXX | $65-$140 |
Цены зависят от состава сплава, содержания примесей, характеристик частиц и объема закупки. Значительная экономия по сравнению с титановыми сплавами.
Сравнение алюминия с другими материалами для печати
Сравнение алюминиевой пудры с альтернативами
| Параметр | Алюминий | Титан | Нержавеющая сталь |
|---|---|---|---|
| Плотность (г/см3) | 2.7 | 4.5 | 8.0 |
| Прочность на разрыв (МПа) | 230-520 | 900-1200 | 500-1000 |
| Теплопроводность (Вт/мК) | 120-180 | 7-16 | 15-30 |
| Электропроводность (MS/m) | 35-38 | 2.4 | 1.5 |
| Стоимость за кг | $50-$150 | $200-$500 | $20-$50 |
| Возможность печати | Ярмарка | Сложность | Отличный |
Алюминий обеспечивает наилучшее сочетание прочности, веса, электропроводности и стоимости. Нержавеющую сталь легче печатать, но она тяжелее. Титан сложнее.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Каков типичный размер частиц для алюминиевого порошка AM?
О: Обычно размер частиц составляет 10-45 микрон, с плотным распределением около 20-35 микрон для оптимального потока и высокого разрешения.
В: Какие марки алюминия совместимы с 3D-печатью?
Ответ: AlSi10Mg, AlSi7Mg и сплавы серии 6xxx, такие как 6061, были квалифицированы. Сплавы серии 5XXX также набирают популярность благодаря своей высокой прочности.
Вопрос: Какой процесс AM лучше всего подходит для алюминия?
О: DMLS, SLM и струйная обработка связующего позволяют печатать на алюминии. Струйная обработка связующим обеспечивает более высокую скорость изготовления, но DMLS и SLM предлагают лучшие механические свойства.
В: Требует ли алюминиевая пудра особых мер предосторожности при обращении?
О: Мелкодисперсный алюминий может быть легковоспламеняющимся или взрывоопасным в воздухе. Для хранения и работы с ним рекомендуется использовать перчаточные боксы с инертным газом.
В: Требуется ли термообработка для 3D-печати алюминия?
О: Да, обработка раствором, старение, отжиг или снятие напряжения могут быть выполнены для достижения желаемых свойств и микроструктур материала.
Вопрос: Каких поверхностей можно достичь при изготовлении алюминиевых деталей AM?
О: Отпечатанные покрытия с Ra около 15 микрон могут быть дополнительно сглажены до Ra менее 1 микрона с помощью дробеструйной обработки, шлифовки, полировки и шлифования.
В: Могут ли алюминиевые печатные детали соответствовать свойствам объемного сплава?
О: При оптимизированных параметрах и последующей обработке аддитивные детали могут достигать механических свойств наравне с традиционными алюминиевыми сплавами или даже лучше.
Вопрос: Какие принципы проектирования применимы для алюминиевого AM?
О: Ориентация печати, минимальные опоры, значительные внутренние радиусы и учет тепловых напряжений улучшают результаты. Предпочтительна толщина стенок более 1 мм.
