Aluminium AlSi7Mg-Pulver

Aluminium AlSi7Mg-Pulver ist ein Aluminiumlegierungspulver mit Silizium und Magnesium als Hauptlegierungselementen. Dieses moderne technische Material bietet außergewöhnliche Festigkeit, Schweißbarkeit und KorrosionsbestĂ€ndigkeit sowie hervorragende thermische Eigenschaften.

AlSi7Mg-Pulver hat sich als vielseitiger Werkstoff fĂŒr additive Metallherstellungsverfahren wie selektives Laserschmelzen (SLM) und direktes Metall-Lasersintern (DMLS) erwiesen. Seine einzigartige Zusammensetzung verleiht ihm ĂŒberlegene mechanische Eigenschaften und macht es geeignet fĂŒr leichte strukturelle

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InhaltsĂŒbersicht

Aluminium AlSi7Mg-Pulver ist ein Aluminiumlegierungspulver mit Silizium und Magnesium als Hauptlegierungselementen. Dieses moderne technische Material bietet außergewöhnliche Festigkeit, Schweißbarkeit und KorrosionsbestĂ€ndigkeit sowie hervorragende thermische Eigenschaften.

AlSi7Mg-Pulver hat sich als vielseitiger Werkstoff fĂŒr additive Metallherstellungsverfahren wie selektives Laserschmelzen (SLM) und direktes Metall-Lasersintern (DMLS) erwiesen. Seine einzigartige Zusammensetzung verleiht ihm ĂŒberlegene mechanische Eigenschaften und macht es geeignet fĂŒr leichte Strukturbauteile in der Luft- und Raumfahrt und im Automobilsektor.

Arten von Aluminium AlSi7Mg-Pulver

AlSi7Mg-Legierungspulver ist in verschiedenen GrĂ¶ĂŸenverteilungen erhĂ€ltlich, die auf den Anforderungen des Metall-AM-Prozesses basieren:

Typ PartikelgrĂ¶ĂŸenbereich
Feine QualitÀt 15 - 45 Mikrometer
Mittlerer Grad 45 - 105 Mikrometer
Grobe Sorte 105 - 150 Mikrometer

Die feineren Pulverpartikel haben eine grĂ¶ĂŸere OberflĂ€che und verbessern die Pulverbettdichte sowie die Auflösung der gedruckten Teile. Sie sind jedoch tendenziell reaktiver und erfordern die Verwendung von Inertgas.

Gröbere Partikel hingegen verbessern den Pulverfluss und verringern die Sicherheitsrisiken. Sie bieten jedoch eine geringere Auflösung und Genauigkeit fĂŒr komplexe 3D-gedruckte Komponenten.

Zusammensetzung von AlSi7Mg

Die nominelle Zusammensetzung des Pulvers aus der Aluminiumlegierung AlSi7Mg ist:

Element Zusammensetzung Bereich
Aluminium (Al) Bilanz
Silizium (Si) 6,5 - 7,5 wt%
Magnesium (Mg) 0,45 - 0,55 wt%
Eisen (Fe) 0,55 wt% max
Kupfer (Cu) 0,05 wt% max
Mangan (Mn) 0,45 wt% max
Zink (Zn) 0,10 wt% max
Titan (Ti) 0,15 wt% max

Der hohe Silizium- und Magnesiumgehalt in dieser Aluminiumpulverlegierung erzeugt wÀhrend der Erstarrung feine Ausscheidungen. Dies verleiht eine erhebliche StÀrkung durch AusscheidungshÀrtung Mechanismen...

Wichtige Eigenschaften von AlSi7Mg-Pulver

AlSi7Mg hat eine einzigartige Kombination von Materialeigenschaften, die es fĂŒr die additive Fertigung gut geeignet macht:

Eigentum Wert
Dichte 2,68 g/cc
Schmelzpunkt 575 - 585 Grad Celsius
WÀrmeleitfÀhigkeit 150 - 180 W/m-K
Thermische Ausdehnung 21 - 24 x 10-6 /K
ElastizitÀtsmodul 72 - 77 GPa
Zugfestigkeit 430 - 490 MPa
Dehnung beim Bruch 8 – 10%
HĂ€rte Brinell 95 – 110
Hohe TemperaturstabilitÀt Ausgezeichnet
KorrosionsbestÀndigkeit Sehr gut

Einige der wichtigsten Vorteile von AlSi7Mg-Pulver sind:

  • Hohes VerhĂ€ltnis von Festigkeit zu Gewicht
  • FormbestĂ€ndigkeit bei erhöhten Temperaturen
  • Extrem glatte OberflĂ€che der gedruckten Teile
  • Hervorragende KorrosionsbestĂ€ndigkeit, insbesondere in MeeresatmosphĂ€ren
  • Einfache Nachbearbeitung und gute Bearbeitbarkeit
  • Hervorragende Schweißbarkeit im Vergleich zu anderen Aluminiumsorten

Anwendungen von AlSi7Mg-Pulver

Die vielseitigen Materialeigenschaften von AlSi7Mg ermöglichen den Einsatz in verschiedenen Bereichen:

Industrie Anwendungen
Luft- und Raumfahrt Strukturelle Halterungen, Motorkomponenten, komplexe Gitternetze
Luftfahrt Flugwerkskomponenten, KanÀle, Rohrleitungen
Automobilindustrie Fahrwerksteile, Naben, LaufrÀder
Marine DeckbeschlĂ€ge, Antennenhalterungen, BootsrĂŒmpfe
Industriell WĂ€rmetauscher, ProzessausrĂŒstung
Verbraucher Elektronik-GehÀuse, Mods, Zubehör

Das außergewöhnliche VerhĂ€ltnis von Festigkeit zu Gewicht von AlSi7Mg in Verbindung mit der ausgezeichneten Maßgenauigkeit des 3D-Metalldrucks ermöglicht die Optimierung von Leichtbaukonstruktionen fĂŒr Transportanwendungen.

Spezifikationen fĂŒr AlSi7Mg-Pulver

AlSi7Mg-Pulver fĂŒr additive Fertigungsverfahren muss strengen QualitĂ€tsmaßstĂ€ben genĂŒgen.

Parameter Anforderungen
Partikelform SphÀrische Morphologie + Satelliten erlaubt
PartikelgrĂ¶ĂŸenverteilung D10 > 10 Mikrometer; D90 < 100 Mikrometer
Scheinbare Dichte > 60% der Feststoffdichte
Durchflussmenge > 15 s / 50 g
Feuchtigkeitsgehalt < 0,1 wt%
Sauerstoffgehalt < 0,5 wt%
Stickstoffgehalt < 0,5 wt%
Wasserstoffgehalt < 0,2 wt%

Die Hersteller sind bestrebt, die RecyclingfÀhigkeit des Pulvers zu maximieren und die Schwankungen bei diesen Parametern durch strenge QualitÀtskontrollen zu minimieren.

Globale Lieferanten von AlSi7Mg-Pulver

Einige der weltweit fĂŒhrenden Anbieter von AlSi7Mg-Legierungspulver sind:

Unternehmen Markennamen VerfĂŒgbare PartikelgrĂ¶ĂŸen Preisspanne
Sandvik Fischadler + Ampel 15-45 um | 45-105 um $90 - $110 pro kg
Schreiner ALSi7Mg 15-53 um | 53-150 um $80 - $100 pro kg
LPW-Technologie LPW AlSi7Mg 15-45 um $100 - $140 pro kg
TLS Technik AlSi7Mg04 10-45 um | 45-106 um $75 - $90 pro kg
AMC-Pulver AlSi7Mg SLM 10-45 um $70 - $100 pro kg

Die Preise variieren je nach Auftragsvolumen, LosgrĂ¶ĂŸe, regionalen HĂ€ndlern und Anpassungsmöglichkeiten.

Der Vergleich zwischen AlSi7Mg und AlSi10Mg fĂŒr Metal AM

AlSi10Mg ist eine weitere beliebte Aluminiumlegierung, die in Pulverbettschmelzverfahren verwendet wird:

  AlSi7Mg AlSi10Mg
Siliziumgehalt 6,5 - 7,5 wt% 9 - 11 wt%
Dichte 2,68 g/cc 2,67 g/cc
Zugfestigkeit 430 - 490 MPa 400 - 460 MPa
DuktilitÀt Höher Unter
Schweißeignung Ausgezeichnet MĂ€ĂŸig
OberflĂ€chengĂŒte Glattere Rauhere
Kosten Höher Unter

WÀhrend AlSi10Mg erschwinglicher und besser bedruckbar ist, bietet AlSi7Mg eine bessere mechanische Leistung, KorrosionsbestÀndigkeit und Nachbearbeitungseigenschaften.

Vorteile und BeschrÀnkungen von AlSi7Mg

Einige der wichtigsten Vorteile von AlSi7Mg-Pulver sind:

Vorteile:

  • Hervorragendes VerhĂ€ltnis von Festigkeit zu Gewicht fĂŒr den Leichtbau
  • Hohe HĂ€rte und gute DuktilitĂ€t
  • Hervorragende KorrosionsbestĂ€ndigkeit
  • Ausgezeichnete thermische StabilitĂ€t bei höheren Temperaturen
  • Glattere OberflĂ€che als AlSi10Mg
  • Bessere Schweißbarkeit als andere Al-Legierungen

BeschrÀnkungen:

  • Höhere Kosten im Vergleich zu AlSi10Mg-Pulver
  • Niedrigere maximale Betriebstemperatur als Aluminiumlegierungen mit höherem Si-Gehalt
  • ReaktivitĂ€t mit Luftfeuchtigkeit und Sauerstoff erfordert sorgfĂ€ltige Handhabung
  • Geringere WĂ€rmeleitfĂ€higkeit als reines Aluminium und Kupferlegierungen
  • Aufgrund der geringeren Bedruckbarkeit sind beim Druck mehr StĂŒtzen erforderlich

JĂŒngste Forschungsfortschritte mit AlSi7Mg

Die laufenden Forschungsarbeiten zu AlSi7Mg-Pulver konzentrieren sich auf:

  • Verfeinerung des Korns durch neuartige Legierungszusammensetzungen und WĂ€rmebehandlung zur Erzielung ultrafeiner Mikrostrukturen, die zu erheblichen Verbesserungen bei Streckgrenze, Zugfestigkeit und ErmĂŒdungslebensdauer fĂŒhren
  • OberflĂ€chenveredelung durch fortschrittliche Endbearbeitungstechniken wie Fließschleifen, Laserpolieren und Elektropolieren, um porositĂ€tsbedingte Schwachstellen zu minimieren und die funktionelle Leistung zu verbessern
  • FĂŒgetechnologien einschließlich RĂŒhrreibschweißen und andere Festkörperverfahren, um die Integration, Reparatur und Modifizierung von additiv gefertigten AlSi7Mg-Komponenten fĂŒr eine lĂ€ngere Lebensdauer zu ermöglichen
  • Qualifikation und Zertifizierung durch umfangreiche Materialtests und Prozesscharakterisierung nach Industriestandards zur Entwicklung von Spezifikationsrahmen fĂŒr eine zuverlĂ€ssige Endanwendung in unternehmenskritischen Systemen

Viele ErstausrĂŒster arbeiten direkt mit Anbietern von AlSi7Mg-Pulver zusammen, um maßgeschneiderte Formulierungen fĂŒr ihre spezifischen Anwendungen zu entwickeln. Die Schwerpunktbereiche umfassen den Aufbau von VorhersagefĂ€higkeiten in Bezug auf die Entwicklung der Mikrostruktur, das thermische Verhalten, die Defektminderung, die Quantifizierung der Anisotropie und die QualitĂ€tssicherung im industriellen Maßstab.

Diese anhaltenden BemĂŒhungen werden den Hochleistungsbereich fĂŒr die additive Fertigung von Metallen mit der Legierung AlSi7Mg erweitern und ihre Anwendung in verschiedenen Sektoren verbreiten.

FAQ

Frage Antwort
Ist AlSi7Mg durch Ausscheidung hÀrtbar? Ja, AlSi7Mg kann durch eine geeignete WÀrmebehandlung ausscheidungsgehÀrtet werden, um die höchste Festigkeit zu erreichen.
Warum wird AlSi7Mg bei bestimmten Anwendungen gegenĂŒber AlSi10Mg bevorzugt? AlSi7Mg bietet bessere mechanische Eigenschaften wie Zugfestigkeit und HĂ€rte sowie eine bessere KorrosionsbestĂ€ndigkeit und Schweißbarkeit als AlSi10Mg.
Wie hoch ist die typische OberflĂ€chenrauhigkeit bei AlSi7Mg-AM-Teilen? Die gedruckten AlSi7Mg-Teile weisen eine außergewöhnliche OberflĂ€chengĂŒte mit durchschnittlichen Rauhigkeitswerten (Ra) zwischen 5 und 15 Mikrometern auf.
Welche Alternativen gibt es zu AlSi7Mg-Pulver? Zu den alternativen Optionen gehören unter anderem AlSi10Mg, AlSi12, Scalmalloy, Aluminiumlegierung 6061 und Titan Ti64.
Wie hoch ist die typische Toleranzgrenze fĂŒr AlSi7Mg AM-Komponenten? Maßtoleranzen von bis zu +/- 0,3% werden routinemĂ€ĂŸig fĂŒr gedruckte AlSi7Mg-Teile auf der Grundlage optimierter Parameter und geometrischer KomplexitĂ€t erreicht.
Welche Arten der Nachbearbeitung werden ĂŒblicherweise bei AlSi7Mg-AM-Teilen verwendet? Typische Nachbearbeitungsschritte sind: - Abtragen der AuflageflĂ€che > WĂ€rmebehandlung > OberflĂ€chenveredelung - Schleifen/Polieren > QualitĂ€tsprĂŒfung.

 

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