AlSi10Mg ist eine beliebte Aluminiumlegierung für den 3D-Metalldruck, die eine gute Kombination aus mechanischen Eigenschaften, Gewicht, Korrosionsbeständigkeit und Druckfähigkeit bietet. Dieser Artikel bietet einen umfassenden Überblick über AlSi10Mg, einschließlich seiner Zusammensetzung, Eigenschaften, Druckparameter, Anwendungen, Lieferanten und mehr, um Ihre Metall-AM-Entscheidungen zu unterstützen.
Überblick über AlSi10Mg-Legierung
AlSi10Mg ist eine Aluminiumgusslegierung mit ausgezeichneter Festigkeit, Schweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit. Mit ihrer im Vergleich zu Stählen geringen Dichte ermöglicht sie leichtere Fertigteile. Der Zusatz von Silizium und Magnesium führt zu guten Fließeigenschaften und macht AlSi10Mg zu einer weit verbreiteten Legierung in verschiedenen Metall-3D-Druckverfahren.
Wichtige Eigenschaften und Merkmale:
- Aluminiumlegierung mit 10% Silizium, 0,3% Magnesium
- Geringe Dichte - 2,68 g/cm3
- Gute Festigkeit und Härte
- Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit
- Gute Schweißbarkeit und Bearbeitbarkeit
- Weithin verfügbar, relativ geringe Kosten
- Erfordert eine Wärmebehandlung für optimale mechanische Eigenschaften
3D-Druckverfahren für Metall: Selektives Laserschmelzen (SLM), Elektronenstrahlschmelzen (EBM), Direktes Metall-Laser-Sintern (DMLS)
Anwendungen: Luft- und Raumfahrt, Automobil, Motorsport, Industriekomponenten, Gesundheitswesen
Normen: AMS 4150, AlSi10Mg(Fe)
Mechanische Eigenschaften von AlSi10Mg-Teilen
AlSi10Mg ist ausscheidungsgehärtet, um durch Wärmebehandlung eine optimale Festigkeit und Härte zu erreichen. Die genauen Eigenschaftswerte variieren je nach Bauparameter, Ausrichtung und Nachbearbeitung.
AlSi10Mg Mechanische Eigenschaften
| Eigentum | Wie gebaut | Wärmebehandelt |
|---|---|---|
| Endgültige Zugfestigkeit | ~300 MPa | ~420 MPa |
| Streckgrenze (Rp 0,2% Offset) | ~160 MPa | ~290 MPa |
| Dehnung beim Bruch | ~8% | 3-5% |
| Härte | ~80 HBW | ~130 HBW |
Faktoren, die die Eigenschaften beeinflussen: Aufbauorientierung, Schichtdicke, Laserparameter, Wärmebehandlung, Bearbeitung
Wärmebehandlung: Wärmebehandlung in Lösung, gefolgt von einer Alterungsbehandlung
Die wichtigsten Vorteile: Höheres Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht als Stahl, gute Korrosionsbeständigkeit
Drucken von AlSi10Mg für den Metall-3D-Druck
AlSi10Mg erfordert optimierte Druckparameter, die auf das verwendete Metall-3D-Druckverfahren zugeschnitten sind, um vollständig dichte Teile mit guten mechanischen Eigenschaften zu erhalten.
Drucken von AlSi10Mg: Vergleich der Verfahren
| SLM | EBM | DMLS | |
|---|---|---|---|
| Kammer bauen | Inertes Argon | Vakuum | Inertes Argon |
| Wärmequelle | Faserlaser | Elektronenstrahl | Ytterbium-Laser |
| Strahlablenkung | Galvoscanner | Magnetische Spulen | Galvoscanner |
| Schichtdicke (μm) | 20 - 100 | 50 - 200 | 20 - 100 |
| Typische Abtastgeschwindigkeit (m/s) | bis zu 10 | bis zu 10 | bis zu 7 |
| Strahlfokus (μm) ≤100 | ≥200 | ≤100 | |
| **Minimalgröße des Merkmals (mm)**≤1 | ≥2 | ≤1 | |
| Oberflächengüte (Ra) | 8 - 15 μm | 15 - 25 μm | 8 - 15 μm |
Wichtige Druckrichtlinien:
- Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Wärmezufuhr zwischen den Schichten
- Bei Auskragungen >45° sind Stützkonstruktionen zu verwenden
- Teile ausrichten, um Eigenspannungen zu reduzieren
- Gleichmäßige Schichtdicke und Schraffurabstände auftragen
Nachbearbeiten: Wärmebehandlung, Heiß-Isostatisches Pressen (HIP), Bearbeitung, Schleifen, Polieren
AlSi10Mg Anwendungen im 3D-Druck
Die leichte, feste und korrosionsbeständige AlSi10Mg-Legierung findet breite Anwendung in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, der Industrie und im Gesundheitswesen.
| Industrie | Anwendungen | Vorteile |
|---|---|---|
| Luft- und Raumfahrt | Strukturelle Halterungen, Flugwerkskomponenten, Wärmetauscher | ● Leichtbauweise ● Gute Festigkeit bei hohen Temperaturen ● Korrosionsbeständigkeit |
| Automobilindustrie | Leichtes Fahrgestell, Antriebsstrangteile, individuelle Verkleidungen | ● Leichtbauweise ● Hohe Festigkeit im Verhältnis zum Gewicht |
| Industriell | Leichte Strukturen, Verteiler, Kühlkörper | ● Korrosionsbeständigkeit ● Wärmeleitfähigkeit ● Kosteneffizienz |
| Gesundheitswesen | Maßgeschneiderte orthopädische Implantate, chirurgische Instrumente | ● Biokompatibel ● Geringes Gewicht ● Höhere Genauigkeit |
- AlSi10Mg ermöglicht Leichtbaustrukturen, die mit herkömmlichen Methoden nicht herstellbar sind
- Die Fähigkeit, Teile zu konsolidieren und die Topologie zu optimieren, führt zu Leistungssteigerungen
- Maßgeschneiderte Kleinserienfertigung mit 3D-Druck im Vergleich zu Gussverfahren realisierbar
Wo zu kaufen AlSi10Mg-Pulver für die Additive Fertigung
Hochreines AlSi10Mg-Pulver, das auf AM-Prozesse zugeschnitten ist, ist bei führenden Anbietern von Metallpulver erhältlich:
AlSi10Mg-Pulver Lieferanten
| Anbieter | Produkt-Bezeichnung | Morphologie des Pulvers |
|---|---|---|
| Met3DP | AlSi10Mg | Sphärisch |
| Sandvik Fischadler | Fischadler AlSi10Mg | Sphärisch |
| Zimmerer-Zusatzstoff | AlSi10Mg | Zerstäubt |
| AP&C | AlSi10Mg Leistung | Sphärisch |
| SLM-Lösungen | AlSi10Mg | Sphärisch |
- Preisspanne $100-150 USD/kg
- Kaufen Sie bei seriösen Lieferanten, die vollständige Daten zur Zusammensetzung und Partikelgrößenverteilung liefern.
- Verwendung von feinem Pulver (~25-45 μm) mit guter Fließfähigkeit und hoher Dichte
Wichtige Eigenschaften des Pulvers:
- Sphärizität >85% optimal, Fließfähigkeit >25s/50g mit Hall-Durchflusstrichter
AlSi10Mg-Pulver Preis pro Kilogramm
Der Preis von AlSi10Mg-Pulver für den Metall-3D-Druck hängt von verschiedenen Faktoren ab:
- Pulverqualität und Sphärizität
- Kaufmenge
- Marke des Lieferanten
Typische Preisspanne: $100 - $150 pro kg
Großbestellungen über 500 kg bieten maximale Kosteneinsparungen. Kleine F&E-Mengen <5 kg werden zu Premium-Preisen verkauft.
AlSi10Mg Preis pro Kg - Vergleich
| Anbieter | Pulver Typ | Preis pro kg |
|---|---|---|
| Met3DP | AlSi10Mg | $120 |
| Sandvik Fischadler | AlSi10Mg Fischadler | $130 |
| Zimmerer-Zusatzstoff | Zerstäubtes Gas | $150 |
| SLM-Lösungen | AlSi10Mg Eiger | $130 |
- Richtpreise für 1 kg
- Kundenspezifische Legierungen und engere Siebung zu höheren Preisen erhältlich
- Asien-Pazifik-Preise ca. 20% niedriger
Tipps zum Kostensparen:
- Vergleichen Sie die Preise von mehreren führenden Anbietern
- Abnahme größerer Mengen für Mengenrabatte bis zu 40% niedrigerer Preis pro kg
- Erwägen Sie die Verwendung von minderwertigen Pulvern für die Prototypenherstellung vor der endgültigen Anwendung
Holen Sie sich also wettbewerbsfähige Angebote ein und besprechen Sie die optimalen Pulverspezifikationen und Budgets mit AM-Experten, wenn Sie AlSi10Mg für Ihren Metall-3D-Druckbedarf kaufen.
Konstruktionsrichtlinien und Beschränkungen für AlSi10Mg-Teile
Berücksichtigen Sie bei der Konstruktion von AlSi10Mg-Teilen die Eigenschaften der Legierung und die Beschränkungen des AM-Prozesses:
AlSi10Mg Konstruktionsregeln
| Merkmal | Faustformel | Grund |
|---|---|---|
| Wandstärke | 1-2 mm | Begrenzung der Porosität, erreichbare Oberflächengüte |
| Überhangswinkel | > 45° freitragend | Verformung verhindern, Präzision verbessern |
| Löcher/Zylinder | >Vertikal, >Ø 5 mm | Vermeidung von Ungenauigkeiten bei horizontalen Löchern |
| Feine Merkmale | >0,5-1 mm | Begrenzt durch AM-Prozessauflösung |
| Toleranzen | ± 0,2% oder ±150 μm | Berücksichtigung von Schrumpfung, thermischen Spannungen |
- Minimierung großer Überhänge, freitragende Geometrien
- Strukturelle Stützen zur Vermeidung von Verzug und zur Einhaltung von Toleranzen
- Orientierung zur Verringerung von Eigenspannungen aufgrund von Temperaturgradienten
Nachbearbeitung
- Wärmebehandlung verringert die Bearbeitbarkeit
- Fertigbearbeitung, die häufig für Präzisionsbohrungen, Passungen
Beschränkungen gegenüber Gussteilen:
- Höhere Kosten für kleine Mengen <100 Stück
- Maximale Teilegröße begrenzt durch die Abmessungen des Druckers
Häufig gestellte Fragen zur AlSi10Mg-Legierung
F: Ist AlSi10Mg leicht schweißbar?
A: Ja, AlSi10Mg kann mit Schweißverfahren wie WIG-Schweißen geschweißt werden. Verwenden Sie Aluminium 4043 als Zusatzwerkstoff. Sie hat eine ausgezeichnete Schweißbarkeit im Vergleich zu den höherfesten 2xxx- und 7xxx-Aluminiumlegierungen.
F: Können Sie AlSi10Mg-Teile schleifen/polieren?
A: Gedruckte AlSi10Mg-Teile können geschliffen, maschinell bearbeitet, geschliffen und mechanisch oder chemisch poliert werden, um glatte Oberflächen zu erhalten. Die Nachbearbeitung ist vor der Lösungsglühung und Alterung einfacher, wenn die Legierung weicher ist.
F: Ist AlSi10Mg für medizinische Implantate biokompatibel?
A: Ja, wenn die richtige Nachbearbeitung durchgeführt wird, entspricht AlSi10Mg der ASTM F3001 für abgestufte Implantatmaterialien. Stellen Sie vor der Verwendung eine Dichte von >99,5% und eine ordnungsgemäße Prüfung des Zellwachstums sicher.
F: Ist bei AlSi10Mg eine Wärmebehandlung erforderlich?
A: Eine Lösungsglühung (540°C) mit anschließender Alterung (150-170°C) wird dringend empfohlen, um optimale mechanische Eigenschaften und Härte durch Ausscheidungshärtung zu erzielen.
F: Welche Präzision und Oberflächengüte kann mit AlSi10Mg-Teilen erreicht werden?
A: Für AlSi10Mg-AM-Teile ist eine Maßgenauigkeit von bis zu ±100 μm möglich. Die Oberflächenrauhigkeit beträgt 8-15 μm (Ra) nach der Fertigbearbeitung mittlerer Qualität und verbessert sich auf <1 μm bei der CNC-Präzisionsbearbeitung.
