AlSi10Mg is een populaire aluminiumlegering die wordt gebruikt bij metaal 3D printen en biedt een goede combinatie van mechanische eigenschappen, gewicht, corrosiebestendigheid en printbaarheid. Dit artikel geeft een uitgebreid overzicht van AlSi10Mg, inclusief de samenstelling, eigenschappen, printparameters, toepassingen, leveranciers en meer om je te helpen bij je AM beslissingen.
Overzicht van AlSi10Mg legering
AlSi10Mg is een aluminium gietlegering met uitstekende sterkte, lasbaarheid en corrosiebestendigheid. Met een lage dichtheid in vergelijking met staal, maakt het lichtere afgewerkte onderdelen mogelijk. De toevoeging van silicium en magnesium resulteert in goede vloei-eigenschappen, waardoor AlSi10Mg een veelgebruikte legering is in verschillende metalen 3D printprocessen.
Belangrijkste eigenschappen en kenmerken:
- Aluminiumlegering met 10% silicium, 0,3% magnesium
- Lage dichtheid - 2,68 g/cm3
- Goede sterkte en hardheid
- Uitstekende corrosieweerstand
- Goede lasbaarheid en bewerkbaarheid
- Op grote schaal beschikbaar, relatief lage kosten
- Vereist warmtebehandeling voor optimale mechanische eigenschappen
Metalen 3D printprocessen: Selectief lasersmelten (SLM), Elektronenbundelsmelten (EBM), Direct metaal lasersinteren (DMLS)
Toepassingen: Ruimtevaart, auto-industrie, motorsport, industriële onderdelen, gezondheidszorg
Normen: AMS 4150, AlSi10Mg(Fe)
Mechanische eigenschappen van AlSi10Mg onderdelen
AlSi10Mg is precipitatiegehard om een optimale sterkte en hardheid te bereiken door middel van warmtebehandeling. Exacte waarden van eigenschappen variëren op basis van bouwparameters, oriëntatie en nabewerking.
AlSi10Mg Mechanische Eigenschappen
| Eigendom | Zoals gebouwd | Warmtebehandeld |
|---|---|---|
| Ultieme treksterkte | ~300 MPa | ~420 MPa |
| Opbrengststerkte (Rp 0,2% offset) | ~160 MPa | ~290 MPa |
| Verlenging bij breuk | ~8% | 3-5% |
| Hardheid | ~80 HBW | ~130 HBW |
Factoren die de eigenschappen beïnvloeden: Bouwrichting, laagdikte, laserparameters, warmtebehandeling, bewerking
Hittebehandeling: Oploswarmtebehandeling gevolgd door verouderingsbehandeling
Belangrijkste voordelen: Hogere sterkte-gewichtsverhouding dan staal, goede corrosiebestendigheid
AlSi10Mg afdrukken voor 3D-printen van metaal
AlSi10Mg vereist geoptimaliseerde printparameters op maat van het gebruikte metaal 3D printproces om volledig dichte onderdelen met goede mechanica te verkrijgen.
Afdrukken van AlSi10Mg: Procesvergelijking
| SLM | EBM | DMLS | |
|---|---|---|---|
| Kamer bouwen | Inert argon | Vacuüm | Inert argon |
| Warmtebron | Vezellaser | Elektronenbundel | Ytterbium laser |
| Balkdoorbuiging | Galvo scanner | Magnetische spoelen | Galvo scanner |
| Laagdikte (μm) | 20 - 100 | 50 - 200 | 20 - 100 |
| Typische scansnelheid (m/s) | Tot 10 | Tot 10 | Tot 7 |
| Straalfocus (μm) ≤100 | ≥200 | ≤100 | |
| **Minimale afmeting (mm)**≤1 | ≥2 | ≤1 | |
| Oppervlakteafwerking (Ra) | 8 - 15 μm | 15 - 25 μm | 8 - 15 μm |
Belangrijke richtlijnen voor afdrukken:
- Consistente warmte-invoer tussen lagen behouden
- Gebruik steunconstructies voor overstekken >45°
- Onderdelen oriënteren om restspanning te verminderen
- Breng een uniforme laagdikte en arcering aan
Nabewerking: Warmtebehandeling, Hot Isostatic Pressing (HIP), machinale bewerking, slijpen, polijsten
AlSi10Mg Toepassingen in 3D Printing
De lichtgewicht, sterke en corrosiebestendige AlSi10Mg-legering wordt veel gebruikt in de ruimtevaart, de automobielindustrie, de industrie en de gezondheidszorg.
| Industrie | Toepassingen | Voordelen |
|---|---|---|
| Lucht- en ruimtevaart | Constructiebeugels, onderdelen van vliegtuigrompen, warmtewisselaars | ● Lichtgewicht ● Goede sterkte bij verhoogde temperaturen ● Corrosiebestendigheid |
| Automobiel | Lichtgewicht chassis, aandrijflijnonderdelen, aangepaste afwerking | Lichtgewicht ● Hoge sterkte/gewicht |
| Industrieel | Lichtgewicht structuren, spruitstukken, koellichamen | Corrosiebestendigheid ● Warmtegeleidingsvermogen ● Kosteneffectiviteit |
| Gezondheidszorg | Aangepaste orthopedische implantaten, chirurgische instrumenten | ● Biocompatibel ● Lichtgewicht ● Hogere nauwkeurigheid |
- AlSi10Mg maakt lichtgewicht constructies mogelijk die niet met conventionele methoden te maken zijn
- De mogelijkheid om onderdelen te consolideren en de topologie te optimaliseren zorgt voor betere prestaties
- Aangepaste productie in kleine volumes haalbaar met 3D-printen in vergelijking met gietprocessen
Waar te kopen AlSi10 mg poeder voor additieve productie
Hoogzuiver AlSi10Mg poeder op maat voor AM processen is verkrijgbaar bij toonaangevende metaalpoederleveranciers:
Leveranciers van AlSi10Mg-poeder
| Leverancier | Productbenaming | Poeder morfologie |
|---|---|---|
| Met3DP | AlSi10Mg | Bolvormig |
| Sandvik Visarend | Visarend AlSi10Mg | Bolvormig |
| Timmerman additief | AlSi10Mg | Verstoven |
| AP&C | Prestaties AlSi10Mg | Bolvormig |
| SLM-oplossingen | AlSi10Mg | Bolvormig |
- Prijsklasse $100-150 USD/kg
- Koop van gerenommeerde leveranciers die volledige gegevens over de samenstelling en deeltjesgrootteverdeling verstrekken
- Gebruik fijn poeder (~25-45 μm) met goede stroombaarheid en hoge dichtheid
Belangrijkste poedereigenschappen:
- Sfericiteit >85% optimaal, stroombaarheid >25s/50g met Hall flowmeter trechter
AlSi10Mg poeder Prijs per Kilogram
De prijs van AlSi10Mg poeder voor metaal 3D printen hangt af van factoren zoals:
- Poederkwaliteit en bolvorm
- Aankoop hoeveelheid
- Merk van leverancier
Typische prijsklasse: $100 - $150 per kg
Bulkbestellingen >500 kg bieden maximale kostenbesparingen. Kleine R&D-hoeveelheden <5 kg worden tegen premiumprijzen verkocht.
AlSi10Mg Prijs per kg - Vergelijking
| Leverancier | Poeder soort | Prijs per kg |
|---|---|---|
| Met3DP | AlSi10Mg | $120 |
| Sandvik Visarend | AlSi10Mg Visarend | $130 |
| Timmerman additief | Gas verneveld | $150 |
| SLM-oplossingen | AlSi10Mg Eiger | $130 |
- Prijzen indicatief voor 1 kg
- Aangepaste legeringen en fijnere zeven beschikbaar tegen hogere prijzen
- Prijzen Azië-Pacific ca. 20% lager
Tips om kosten te besparen:
- Vergelijk prijzen van verschillende toonaangevende leveranciers
- Koop hogere volumes voor kwantumkorting tot 40% lager tarief per kg
- Overweeg het gebruik van poeders van lagere kwaliteit voor prototyping vóór de uiteindelijke toepassing
Dus winkel concurrerende biedingen en bespreek optimale poederspecificaties en budgetten met AM experts bij het kopen van AlSi10Mg voor uw metalen 3D printbehoeften.
Ontwerprichtlijnen en beperkingen van AlSi10Mg onderdelen
Houd rekening met de eigenschappen van de legering en de beperkingen van het AM-proces bij het ontwerpen van AlSi10Mg onderdelen:
AlSi10Mg Ontwerpregels
| Functie | Vuistregel | Reden |
|---|---|---|
| Wanddikte | 1-2 mm | Poreusheid beperken, haalbare oppervlakteafwerking |
| Overstekhoeken | > 45° zonder ondersteuning | Vervorming voorkomen, precisie verbeteren |
| Gaten/cilinders | >Verticaal, >Ø 5 mm | Onnauwkeurigheden in horizontale gaten voorkomen |
| Fijne functies | >0,5-1 mm | Beperkt door AM procesresolutie |
| Toleranties | ± 0,2% of ±150 μm | Rekening houden met krimp, thermische spanningen |
- Minimaliseer grote overhangen, niet-ondersteunde geometrieën
- Inclusief structurele steunen om kromtrekken te voorkomen, toleranties te behouden
- Oriënt om restspanningen als gevolg van thermische gradiënten te verminderen
Nabewerking
- Warmtebehandeling vermindert de bewerkbaarheid
- Eindbewerking die vaak nodig is voor precisiegaten, pasvormen
Beperkingen versus gegoten onderdelen:
- Hogere kosten voor kleine volumes <100 eenheden
- Maximale onderdeelgrootte beperkt door printerafmetingen
Veelgestelde vragen over AlSi10Mg legering
V: Is AlSi10Mg gemakkelijk lasbaar?
A: Ja, AlSi10Mg kan worden gelast met lasprocessen zoals TIG-lassen. Gebruik een 4043 aluminium vullegering. Deze heeft een uitstekende lasbaarheid in vergelijking met aluminiumlegeringen met een hogere sterkte 2xxx en 7xxx.
V: Kun je AlSi10Mg onderdelen schuren/polijsten?
A: AlSi10Mg gedrukte onderdelen kunnen worden geschuurd, machinaal bewerkt, geslepen en mechanisch of chemisch gepolijst om een glad oppervlak te verkrijgen. Nabewerking is eenvoudiger voor warmtebehandeling en veroudering als de legering zachter is.
V: Is AlSi10Mg biocompatibel voor medische implantaten?
A: Ja, als de juiste nabewerking is uitgevoerd, voldoet AlSi10Mg aan ASTM F3001 voor gesorteerde implantaatmaterialen. Zorg ervoor dat de dichtheid >99,5% is en test de celgroei voor gebruik.
V: Heeft AlSi10Mg een warmtebehandeling nodig?
A: Oploswarmtebehandeling (540°C) gevolgd door veroudering (150-170°C) wordt sterk aanbevolen om optimale mechanische eigenschappen en hardheid te krijgen door precipitatieharding.
V: Welke precisie en oppervlakteafwerking is haalbaar met AlSi10Mg onderdelen?
A: Maatnauwkeurigheid tot ±100 μm is mogelijk voor AlSi10Mg AM onderdelen. De oppervlakteruwheid op de bouwlocatie varieert van 8-15 μm (Ra) na een gemiddelde kwaliteit nabewerking, verbeterend naar <1 μm voor CNC precisiebewerking.
