Алюминиевый порошок AISI12 порошок для 3D-печати

Описание Алюминиевого порошка AISI12 порошок для 3D-печати

Алюминиевый порошок AlSi12 — металлопорошковый материал для аддитивного производства по технологии селективного лазерного плавления (SLM / L-PBF — Laser Powder Bed Fusion).
AlSi12 представляет собой сплав на основе алюминия с повышенным содержанием кремния и является одним из наиболее распространенных и технологичных материалов для 3D-печати металлом. Сплав обладает комплексом свойств, делающих его пригодным для изготовления широкого спектра изделий методом послойного лазерного синтеза.

Химический состав

Состав порошка AlSi12 соответствует алюминиево-кремниевому сплаву системы Al-Si:
Si — 10,0–13,0 %
Cu — ≤ 0,3 %
Mn — ≤ 0,5 %
Mg — ≤ 0,1 %
Zn — ≤ 0,1 %
Ti — ≤ 0,2 %
Al — основа
Повышенное содержание кремния (10-13 %) обеспечивает хорошую текучесть расплава, снижает усадку при кристаллизации и повышает стойкость к образованию горячих трещин в процессе затвердевания. Эти свойства критичны для технологии SLM, где материал многократно локально расплавляется и кристаллизуется в процессе послойного построения.

Свойства материала

Алюминиево-кремниевые сплавы характеризуются малой плотностью (около 2,7 г/см³), хорошей коррозионной стойкостью, достаточной прочностью и высокой теплопроводностью. AlSi12 обладает умеренными механическими характеристиками, которые могут быть улучшены термической обработкой и поверхностной обработкой.
Сплав имеет относительно низкую температуру плавления (около 570-580 °C), что снижает энергозатраты при 3D-печати и позволяет работать с лазерами меньшей мощности. Низкая усадка при кристаллизации минимизирует внутренние напряжения в изделиях и снижает риск деформации и растрескивания.
AlSi12 хорошо поддается механической обработке, сварке, полировке и различным видам поверхностного упрочнения. Изделия из этого сплава могут подвергаться анодированию для повышения коррозионной стойкости и получения декоративного покрытия.

Технология печати

Технология SLM основана на послойном селективном плавлении металлического порошка лазерным лучом. Тонкий слой порошка AlSi12 (толщиной 20-50 мкм) наносится на платформу построения, после чего лазер избирательно оплавляет порошок в соответствии с сечением изготавливаемого изделия на данном уровне.
Расплавленный металл кристаллизуется, формируя твердый слой, после чего платформа опускается на толщину слоя, наносится новый слой порошка, и процесс повторяется. Таким образом изделие формируется снизу вверх, слой за слоем, до полного завершения.
Процесс выполняется в среде инертного газа (аргона или азота) для предотвращения окисления расплавленного алюминия. Некоторые установки оснащены системой подогрева платформы построения, что снижает градиент температур и уменьшает внутренние напряжения в изделиях.

Совместимое оборудование

Порошок AlSi12 применяется в 3D-принтерах металлом различных производителей, работающих по технологии SLM, включая установки серий AMT (AMT-16, AMT-32, AMT-64), LiM (LiM-X260A, LiM-X400, LiM-X1500HF) и другие системы, поддерживающие работу с алюминиевыми сплавами.
Перед использованием порошка в конкретной установке необходимо уточнить совместимость и при необходимости выполнить отработку режимов печати для получения оптимальных механических свойств и качества поверхности изделий.
Постобработка
Изделия, напечатанные из порошка AlSi12, могут подвергаться различным видам постобработки. Обязательной операцией является снятие с платформы построения и удаление поддержек. Для снижения остаточных напряжений выполняется термическая обработка — отжиг при температуре 200-300 °C.
Для улучшения качества поверхности применяются механическая обработка (фрезерование, шлифование, полирование), пескоструйная обработка, химическая полировка или электрополировка. При необходимости изделия могут подвергаться анодированию для получения защитного покрытия и окраски в различные цвета.

Область применения

Порошок AlSi12 используется в машиностроении для изготовления корпусных деталей, кронштейнов, технологической оснастки; в производстве литейных форм и пресс-форм для создания конформных каналов охлаждения, повышающих производительность и качество литья; в автомобильной промышленности для производства прототипов и малых серий компонентов двигателей, трансмиссий, систем охлаждения.
Материал востребован в аэрокосмической отрасли для изготовления облегченных конструкций с оптимизированной топологией, в производстве беспилотных летательных аппаратов, в изготовлении компонентов спутников и космических аппаратов, где критично соотношение прочности и веса.
AlSi12 применяется в медицинской технике для производства индивидуальных хирургических инструментов и имплантатов, в производстве спортивного инвентаря, в изготовлении компонентов электроники и радиотехники, где требуется хорошая теплопроводность для отвода тепла от электронных компонентов.
Сплав используется в прототипировании и опытно-конструкторских работах для быстрого изготовления функциональных образцов и тестовых партий изделий перед запуском в серийное производство традиционными методами.