Alüminyum, özellikle katkı maddesi üretiminde endüstriyel üretimde en yaygın kullanılan metallerden biridir. Mekanik ve termal özelliklerin ideal bir kombinasyonuna sahip yüksek mukavemetli, hafif bir metal alaşımıdır. Özellikle katkı maddesi üretimi için malzeme geliştirme alanında faaliyet gösteren şirketler, metal 3D baskı için çeşitli alüminyum alaşımlar sağlar.
Bu metalin özelliklerini ve 3D baskı bileşenlerine sağladığı avantajları daha iyi anlamak için TCT editörü bu makalede ayrıntılı olarak inceleyecektir.
Alüminyum (Al) 13 atomik numarasına sahiptir ve dünyanın kabuğunda her yerde bulunmaya yönelik kimyasal bir elemandır. Manyetik alan tarafından manyetize edilemez olan ferromanyetik olmayan bir metaldir. Katkı maddesi üretiminde kullanılabilecek birçok alüminyum alaşım, alüminyum, silikon, magnezyum veya bakır gibi metal ve metal alaşımlı elemanların birleşiminden oluşur. En popüler alüminyum alaşımları şunlardır:
AlSi7Mg - silikon içeren alüminyum ve magnezyum alaşımlar (%7)
Alüminyum alaşım (%10) ve magnezyum alaşımı içeren AlSi10Mg-Silicon
AlSi12 - alüminyum alaşım içeren silikon (%12)
AlSi9Cu3 - alüminyum içeren silikon alaşım (%9) ve bakır (%3)
resim
Alüminyum, yalnızca düşük erime noktası hafif bir metaldir, aynı zamanda çok iyi bir elektrik ve termal iletkendir. Alüminyumun endüstriyel kullanımı, bu onu miktar ve kullanım açısından en önemli malzemelerden biri haline getirir. Peki bu metal katkı maddesi üretiminde nasıl uygulanır?
Alüminyum alaşımı kullanarak 3B baskılı bileşenler yapmak için birçok farklı yöntem vardır. Metal katkı maddesi üretiminde en yaygın tekniklerden biri, toz yatağı noktasına nokta nokta nokta nokta olarak konan metal katmanı eritmek için lazer kullanan lazer toz yatağı füzyonu (LPBF). Aynı durum elektron ışını erime (EBM) teknolojisi için de geçerlidir, ancak aradaki fark enerji kaynağının lazer yerine elektron ışını olması şeklindedir.
Bu iki yöntemin yanı sıra, yapıştırıcı püskürtme, soğuk metal eritme (CMF) ve tel ark katkı maddesi üretimi (WAAM) gibi baskı için alüminyumdan da yararlanmayı mümkün olan başka metal üretim yöntemleri de vardır. Ayrıca, FDM teknolojisinin alüminyum için nispeten düşük uygulamalar olmasına rağmen, temel olarak plastik tel kullandığını da gördük. Ancak bazı şirketler, aşınmaya karşı daha dayanıklı parçalar üretmek için bu teknolojiyle uyumlu çözümler geliştirmiştir.
Diğer metallere kıyasla, alüminyum 3D baskı bileşenlerinin birçok avantajı ve dezavantajı vardır. Bunların arasında alüminyum, ilginç mekanik ve kimyasal özelliklere sahip yüksek performanslı bir malzemedir. Karmaşık geometrik yapılar üretebilmenin yanı sıra, yüksek mukavemet/ağırlık oranına ve hava koşullarına karşı dayanıklılığa sahiptir. Ancak, alüminyum 3D baskılı bileşenler çelik bileşenler kadar sert değildir. Titanyumdan farklı olarak alüminyum, biyouyumluluk sağlayan bir metal değildir, bu nedenle tıbbi alanda kullanım için ideal bir seçenek değildir.
resim
Kullanılan işlemden bağımsız olarak, alüminyum alaşımlı 3D baskılı bileşenler birçok sektör için ilgi çekici özellikler sağlayabilir. Kimyasal direnç ve hafif ağırlığın yanı sıra alüminyum alaşım, tüm metaller arasında en iyi mukavemet/ağırlık oranına sahip metallerden biridir. Endüstri alanlarının sürekli ve derinlemesine gelişimiyle, havacılık ve otomotiv üretimi gibi çeşitli sektörlerdeki malzeme özelliklerine olan talep de hızla artmaktadır.
Otomotiv sektöründe, GT2 RS'nin en iyi modeli için 3D baskılı alüminyum pistonlar kullanılır. Metal katkı maddesi üretim teknolojisinin kullanılması, şirketin 700 beygir gücünde çift turboşarjlı motordan 30 beygir gücünde güç elde etmesini sağlarken, aynı zamanda aracın verimliliğini ve performansını da artırır. Bu arada Mercedes Benz, daha yüksek yol güvenliği sağlamak için kamyon ve otomobil üretim hatları için alüminyum yedek parçalar basıyor.
2021 yılında Ford, yılda 200000 alüminyum alaşım parça 3D baskı planlarını açıkladı. Bu dönemde Ford, Ford'un "çok popüler modellerinin" tam üretimi için kullanılacak bileşenler geliştiriyordu. Seri üretilecek 3D basılı parçaların ayrıntıları açıklanmadı, ancak yapıştırıcı sprey 3D baskı teknolojisi kullanılarak üretileceklerinin doğrulanabilir.
Ford tarafından bağlayıcı enjeksiyonu ve sinterleme için kullanılan zorlu metal tozu alüminyum 6061'dir. Bu gelişme, Ford mühendisleri ve malzeme bilimcileri arasındaki işbirliğinin yanı sıra yapıştırıcı püskürtme teknolojisi tedarikçisi ExOne'ın bir sonucudur. Alüminyum üretiminin otomotiv parçalarının 3D baskı üretimine başarılı bir şekilde uygulanmasının önemi çok önemlidir: Geleneksel üretim süreçlerinden 3D baskı süreçlerine geçiş, ağırlığı azaltmak, yerden tasarruf etmek, parça performansını artırmak ve maliyet ve zamandan tasarruf etmek için tasarımı basitleştirecektir.
resim
Havacılık sektörü de alüminyum 3D baskı teknolojisini kullanarak işinde geride kalmaya istekli değil. Örneğin, NASA'nın Marshall Space Flight Center şirketi Elementum 3D ile birlikte geliştirilen 3D baskılı bir nozul üzerinde Elementum 3D tarafından geliştirilen ve yüksek sıcaklık kademelerine dayanabilen yeni bir alüminyum alaşım 6061-RAM2 kullanılarak termal testler gerçekleştirmiştir. Bu tip nozul, geleneksel nozullardan daha hafiftir ve daha fazla yük taşıyabilen derin uzay uçuşunun temelini oluşturur.
TCT'ye göre, Beifeng Technology'nin kurucusu Wu Xinhua liderliğindeki araştırma ekibi (2024 TCT stand numarası: 7F50) ve Avustralya Mühendislik Akademisi akademisyenleri, General Motors, Boeing, Thor, Safran ve diğerleri gibi birçok havacılık devinden derhal yüksek övgü ve ilgi alan GA570 marka adıyla yüksek sıcaklık ve yüksek mukavemetli 3B baskıya özel alüminyum alaşım malzeme geliştirmiştir. 12 malzemenin gücü, 570 MPa'nın üzerinde sabit gerilme dayanımı ve %GA570'in üzerinde uzama oranıyla 3B baskı için mevcut alüminyum alaşım malzemeler arasında en yüksek seviyeye ulaştı. Hazırlanan havacılık bileşenleri, 250 saat boyunca 5000 ºC yüksek sıcaklıkta stabilite testini geçmiştir ve bu da 25 yıllık geleneksel motor servisi gereksinimine eşdeğerdir.
resim
Günümüzde birçok şirket alüminyum tozu geliştirme konusunda kararlı. Zhongti Yeni malzemeler (2024 TCT stand numarası: 8E62) ve Anhui Mühendislik Üniversitesi düşük maliyetli ve yüksek mukavemetli Al CE alüminyum alaşım serisi malzemeler geliştirerek alaşımların gücünü ve plastikliğini artırıyor, Ayrıca, uygulamaları havacılık, otomotiv ve diğer alanlarda genişleterek hafif malzemelerin yenilikçi uygulamaları için yeni teorik ve pratik rehberlik sağlar ve metal 3D baskı alanında teknolojik yeniliği teşvik eder.
3D baskı ekipmanı üreticisi EOS (2024 TCT kabin numarası: 8E30), bu yıl 3D endüstriyel baskı için yüksek mukavemetli anodize alüminyum alaşım malzeme alüminyum Al5X1'i resmi olarak piyasaya sürmüştür ve Kasım ayında piyasaya sürmüştür. Benzer mukavemet ve uzama özelliklerine sahip diğer alüminyum alaşımlarla karşılaştırıldığında, bu alüminyum alaşım daha rekabetçi bir maliyete sahiptir. EOS alüminyum Al5X1, yüksek mukavemet ve uzama özelliklerini bir araya getirerek mükemmel performans ve malzeme özelliklerine sahiptir.
resim
EOS alüminyum Al5X1
Malzeme teknolojisinin sürekli olarak araştırılması ve geliştirilmesi sayesinde, yüksek performanslı malzemeler havacılık teknolojisinin geliştirilmesinde sürekli olarak tekrarlıyor. Yeni malzemelerin ortaya çıkması, geleneksel malzeme teknolojisini sürekli olarak ileriye doğru itmektedir. Alüminyum malzemeler performans ve teknik özelliklerde büyük zorluklarla karşı karşıyadır, alüminyum alaşım malzemelerin daha güçlü, daha hafif, daha güvenilir olmasını ve daha uzun ömürlü olmasını gerektirir. Aşırı koşullarda servis performansı, yüksek mukavemet, sağlamlık, korozyon direnci, yorulma direnci, ve yüksek teknik özelliklere sahip yüksek performanslı malzemeler olarak işlendikten sonra düşük kalıntı gerilimi. TCT ayrıca, alüminyum alaşımlarının 3D baskı ile ilgili gelişimlerinin, özellikle havacılık ve sanayi alanlarında umut verici olduğuna da inanıyor.
Denetlenen Tedarikçi 
Denetlenen Tedarikçi 
