Kokie yra aliuminio 3D pranašumai ir trūkumai?

Daugelis inžinierių neria į aliuminio 3D spausdinimą su didelėmis viltimis -, kad susidurtų su netikėtu paviršiaus šiurkštumu, poringumu arba išlaidomis, viršijančiomis pradinius įvertinimus. Šis susijaudinimo ir nusivylimo derinys yra labai įprastas, kai komandos pirmą kartą tyrinėjaaliuminio 3D spausdinimo paslaugaparinktys.

Dėl mažo tankio ir puikių šiluminių savybių aliuminis yra vienas plačiausiai naudojamų metalų tradicinėje gamyboje. Tačiau priedų gamyboje tai yra ir žvaigždė, ir viena iš sudėtingiausių medžiagų. Sėkmė labai priklauso nuo realių lūkesčių, protingo dizaino pasirinkimo ir tinkamo proceso valdymo.

Dėl ko aliuminis yra populiarus 3D spausdinimo pasirinkimas?

Lengvas ir labai tvirtas The Core Appeal

Aliuminis pasižymi puikiu stiprumo{0}}svorio ir{1}}svorio santykiu, todėl jis puikiai tinka dalims, kurių masės mažinimas tiesiogiai pagerina našumą neprarandant konstrukcijos vientisumo.

Į gerą šilumos ir elektros laidumą dažnai nepaisoma

Dėl šių savybių aliuminio 3D spausdintos dalys yra ypač vertingos šilumokaičiams, variklių korpusams ir elektroniniams korpusams.

Suderinamumas su SLM/DMLS procesu Pramonės standartas

Aliuminio lydiniai gana gerai spausdina naudojant selektyvų lazerinį lydymą (SLM) arba tiesioginį metalo lazerinį sukepinimą (DMLS), dominuojančias metalo 3D spausdinimo technologijas.

Pagrindinis duomenų taškas: aliuminio tankis yra maždaug 2,67 g/cm³ -, maždaug 65 % lengvesnis nei plienas ir 35 % lengvesnis už titaną.

Tikras scenarijus: bepiločių orlaivių rėmai, automobilių radiatorių laikikliai ir plataus vartojimo elektronikos korpusai dažnai pasirenka aliuminį dėl subalansuoto veikimo ir svorio.

Tikrieji aliuminio 3D spausdinimo paslaugos pranašumai

Privalumas 1 - Sudėtinga geometrija be papildomų išlaidų

Vidiniai kanalai, grotelių struktūros ir konsoliduoti kelių{0} dalių mazgai tampa įmanomi ir ekonomiški{1}}. Mūsų projektuose spausdinant sudėtingas aliuminio dalis kaip vieną gabalą, surinkimo sąnaudos sumažėjo 40–60 %, palyginti su tradicine kelių dalių gamyba.

Privalumas 2 - Greitas prototipų kūrimo procesas

Aliuminio 3D spausdinimo prototipų modeliavimasčia išsiskiria. Nuo CAD iki funkcinės dalies pristatymo laikas yra net 3–5 darbo dienos, visiškai aplenkiant 4–8 savaites, paprastai reikalingas liejimo įrankiams.

Privalumas 3 - Medžiagų efektyvumas ir mažiau atliekų

Priedų procesai pasiekia 90–95 % medžiagų panaudojimo, o CNC apdirbimo – 30–40 %. Šis efektyvumas ypač vertingas aukščiausios kokybės lydiniams, tokiems kaip Scalmalloy.

Privalumas 4 - dizaino kartojimas be nuobaudų

Dizaino pakeitimams reikia tik atnaujinto pjaustymo ir pakartotinio spausdinimo - nereikia jokių naujų įrankių. Vienas mūsų remiamas automobilių klientas vos per 4 savaites užbaigė 7 projektavimo iteracijas ir galiausiai sumažino svorį 32 %.

Privalumas 5 - Geros mechaninės savybės po terminio apdorojimo

AlSi10Mg po T6 terminio apdorojimo gali pasiekti 400–430 MPa tempimo stiprumą, todėl jį galima naudoti daugeliui konstrukcijų.

Lentelė: AlSi10Mg mechaninės savybės

Sąžiningi trūkumai

Trūkumas 1 - Paviršiaus šiurkštumas yra tikra problema

Kadangi-atspausdintų SLM aliuminio dalių Ra vertės paprastai yra 6–15 µm, tai yra daug šiurkštesnės nei CNC{3}}apdirbtų paviršių (0,8–3,2 µm). Mūsų patirtis rodo, kad maždaug 70 % aliuminio 3D spausdintų dalių reikia atlikti bent vieną po{9}}apdorojimo etapą, kad atitiktų funkcinius ar estetinius reikalavimus. (Svarbiausia yra aliuminio 3D spausdinimo paviršiaus apdaila.)

Trūkumas 2 - Poringumas ir vidiniai defektai

Aliuminio milteliai yra labai jautrūs oksidacijai ir drėgmei. Dėl blogos parametrų kontrolės arba užterštų miltelių gali atsirasti poringumas, kurio tipinis tankis svyruoja nuo 99 iki 99,7%. Viename projekte, kurį tvarkėme, dėl drėgmės-paveikti milteliai sukėlė per didelį vidinį poringumą ir priešlaikinį nuovargio gedimą bandymo metu.

Trūkumas 3 - Anizotropinės mechaninės savybės

Z-ašies (statybos krypties) stiprumas paprastai yra 10–15 % mažesnis nei XY krypčių. Dizainas turi atidžiai atsižvelgti į spausdinimo orientaciją.

Lentelė: AlSi10Mg Anizotropija

Trūkumas 4 - Paprastų dalių kaina didesnė nei CNC

Milteliai kainuoja 50–150 USD/kg, o baro atsargų – 3–8 USD/kg. Paprastos geometrijos retai būna ekonomiškos naudojant 3D spausdinimą. Lūžio taškas paprastai teikia pirmenybę 3D spausdinimui tik sudėtingoms, mažos ir vidutinės apimties detalėms (aliuminio 3D spausdinimo vienos detalės kaina labai skiriasi).

Trūkumas 5 - Ribotos medžiagų galimybės, palyginti su kaltu aliuminiu

Pagrindiniai spausdinami lydiniai yra AlSi10Mg, AlSi7Mg0.6 ir Scalmalloy. Populiarūs kaltiniai lydiniai, pvz., 6061 arba 7075, išlieka sunkiai atspausdinami ir pasižymi nuosekliomis, patikimomis savybėmis.

Trūkumas 6 - Pranešimas-Apdorojimas beveik visada reikalingas

Atramos pašalinimas, terminis apdorojimas, pūtimas ir apdirbimas prideda laiko ir išlaidų. Faktinis pristatymo laikas dažnai yra daug ilgesnis nei neapdoroto spausdinimo laikas.

Aliuminio 3D spausdinimo lydiniai

AlSi10Mg Aliuminio 3D spausdinimo darbo arkliukas

Dėl puikaus spausdinimo, gero stiprumo ir plataus prieinamumo jis yra numatytasis daugelio programų pasirinkimas.

AlSi7Mg0.6 Geresnis lankstumas, ta pati šeima

Siūlo geresnį pailgėjimą, todėl tinka nuovargio{0}}kritinėms ar smūgio{1}}apkrautoms dalims.

Scalmalloy didelis našumas, didelė kaina

Užtikrina puikų stiprumą-svoriui ir{1}}svoriui reiklioms erdvėlaivių ir didelio{2}}našumo reikmėms.

A6061-RAM2 ir atsirandantys lydiniai

Naujesni lydiniai mažina atotrūkį nuo tradicinių 6061 tipo savybių, nors jie vis dar bręsta.

Lentelė: Aliuminio 3D spausdinimo lydinių palyginimas

Aliuminio 3D spausdinimas prieš CNC apdirbimą

Geometrijos sudėtingumas - Aiškus laimėjimas 3D spausdinimui

Matmenų tikslumas - CNC vis dar turi pranašumą

Įprasti leistini nuokrypiai yra ±0,1–0,3 mm; CNC pasiekia griežtesnių rezultatų, nors hibridiniai metodai sumažina spragą (aliuminio 3D spausdinimo tolerancijos sumetimai).

Kaina skirtingomis apimtimis - Kur kiekvienas laimi

Pristatymo laikas - Priklauso nuo sudėtingumo

Medžiagos savybės - Arčiau, nei manote, su įspėjimais

Lentelė: CNC ir aliuminio 3D spausdinimo paslauga

Pramonės programos

Aviacijos erdvės - konstrukciniai laikikliai ir kanalai

Lengvas, konsoliduotas dizainas sumažina dalių skaičių ir pagerina našumą.

Automobiliai ir elektromobiliai - Šilumokaičiai, variklių korpusai

Šilumos valdymas ir svorio mažinimas tiesiogiai veikia efektyvumą ir diapazoną.

Buitinė elektronika - Korpusai ir aušintuvai

Greita iteracija ir integruotos funkcijos pagreitina produkto kūrimą.

Pramoninė įranga - Robotų komponentai ir įrenginiai

Individualūs lengvi galiniai efektoriai pagerina roboto dinamiką ir energijos naudojimą.

Gynybos - lengvi taktiniai komponentai

Kiekvienu atveju sėkmė pasiekiama naudojant projektavimo laisvę ir aktyviai valdant po{0}}apdorojimą ir anizotropiją.

Aliuminio 3D spausdintų dalių kokybės standartai ir atitiktis

ASTM F{0}} priedų gamybos aliuminio lydinio specifikacija

AS9100D, skirta aviacijos ir kosmoso programoms

ISO 9001 - Minimalus gamyklos sertifikatas, kurio reikia ieškoti

Lentelė: Standartų apžvalga

Dažnos klaidingos nuomonės apie aliuminio 3D spausdinimą

1 klaidinga nuomonė: 3D spausdintas aliuminis yra per silpnas konstrukciniam naudojimui. Realybė: tinkamai parinkus lydinį, orientuojant ir termiškai apdorojant, jis puikiai tinka daugelyje konstrukcijų.

2 klaidinga nuomonė: AlSi10Mg galima pakeisti 6061. Realybė: savybės labai skiriasi; visada patvirtina faktinius reikalavimus.

3 klaidinga nuomonė: termiškai apdoroti nereikia. Tikrovė: terminis apdorojimas paprastai yra būtinas siekiant optimalaus stiprumo ir lankstumo.

4 klaidinga nuomonė: funkcinių dalių matmenų tikslumas yra per mažas. Realybė: kadangi-spausdinimo tikslumo pakanka daugeliu atvejų; hibridiniu apdirbimu pasiekiami griežti leistini nuokrypiai.

5 klaidinga nuomonė: tinka visoms gamybos apimtims. Realybė: geriausiai tinka mažiems-ar -vidutiniams tūriams arba labai sudėtingoms geometrijoms.

Susisiekite dabar

Aliuminio 3D spausdinimas nėra universalus sprendimas, tačiau tinkamose programose - sudėtingos geometrijos, nuo mažo- iki-vidutinio tūrio ar agresyvaus lengvumo - tradiciniams procesams sunku suderinti jo pranašumus.

Kai suprasite tikruosius privalumus, trūkumus ir geriausią praktiką, aliuminio 3D spausdinimas tampa galingu ir patikimu įrankiu. Mūsų komanda aliuminio 3D spausdinimo gamykloje specializuojasi nestandartinio aliuminio 3D spausdinimo paslaugoje, visapusiškai remiant DfAM konsultacijas per patvirtintas gamybos dalis.

Pasiruošę įvertinti aliuminio 3D spausdinimą savo projektui? Susisiekite su mūsų aliuminio 3D spausdinimo gamintojų komanda šiandien, kad gautumėte neprivalomą-projekto peržiūrą, medžiagų rekomendaciją ar išsamią pasiūlymą. Pasirūpinkime, kad jūsų dalys būtų sėkmingos - susisiekite dabar.