Aluminium AlSi7Mg-Pulver

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

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

Arten von Aluminium AlSi7Mg-Pulver

AlSi7Mg-Legierungspulver ist in verschiedenen Größenverteilungen erhältlich, die auf den Anforderungen des Metall-AM-Prozesses basieren:

Typ	Partikelgrößenbereich
Feine Qualität	15 - 45 Mikrometer
Mittlerer Grad	45 - 105 Mikrometer
Grobe Sorte	105 - 150 Mikrometer

Die feineren Pulverpartikel haben eine größere Oberfläche 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 für 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 während der Erstarrung feine Ausscheidungen. Dies verleiht eine erhebliche Stärkung durch Ausscheidungshärtung Mechanismen...

Wichtige Eigenschaften von AlSi7Mg-Pulver

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

Eigentum	Wert
Dichte	2,68 g/cc
Schmelzpunkt	575 - 585 Grad Celsius
Wärmeleitfähigkeit	150 - 180 W/m-K
Thermische Ausdehnung	21 - 24 x 10-6 /K
Elastizitätsmodul	72 - 77 GPa
Zugfestigkeit	430 - 490 MPa
Dehnung beim Bruch	8 – 10%
Härte Brinell	95 – 110
Hohe Temperaturstabilität	Ausgezeichnet
Korrosionsbeständigkeit	Sehr gut

Einige der wichtigsten Vorteile von AlSi7Mg-Pulver sind:

• Hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht
• Formbeständigkeit bei erhöhten Temperaturen
• Extrem glatte Oberfläche der gedruckten Teile
• Hervorragende Korrosionsbeständigkeit, insbesondere in Meeresatmosphären
• 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, Kanäle, Rohrleitungen
Automobilindustrie	Fahrwerksteile, Naben, Laufräder
Marine	Deckbeschläge, Antennenhalterungen, Bootsrümpfe
Industriell	Wärmetauscher, Prozessausrüstung
Verbraucher	Elektronik-Gehäuse, Mods, Zubehör

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

Spezifikationen für AlSi7Mg-Pulver

AlSi7Mg-Pulver für additive Fertigungsverfahren muss strengen Qualitätsmaßstäben genügen.

Parameter	Anforderungen
Partikelform	Sphärische Morphologie + Satelliten erlaubt
Partikelgrößenverteilung	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 Recyclingfähigkeit des Pulvers zu maximieren und die Schwankungen bei diesen Parametern durch strenge Qualitätskontrollen zu minimieren.

Globale Lieferanten von AlSi7Mg-Pulver

Einige der weltweit führenden Anbieter von AlSi7Mg-Legierungspulver sind:

Unternehmen	Markennamen	Verfügbare Partikelgrößen	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, Losgröße, regionalen Händlern und Anpassungsmöglichkeiten.

Der Vergleich zwischen AlSi7Mg und AlSi10Mg für 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
Duktilität	Höher	Unter
Schweißeignung	Ausgezeichnet	Mäßig
Oberflächengüte	Glattere	Rauhere
Kosten	Höher	Unter

Während AlSi10Mg erschwinglicher und besser bedruckbar ist, bietet AlSi7Mg eine bessere mechanische Leistung, Korrosionsbeständigkeit und Nachbearbeitungseigenschaften.

Vorteile und Beschränkungen von AlSi7Mg

Einige der wichtigsten Vorteile von AlSi7Mg-Pulver sind:

Vorteile:

• Hervorragendes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht für den Leichtbau
• Hohe Härte und gute Duktilität
• Hervorragende Korrosionsbeständigkeit
• Ausgezeichnete thermische Stabilität bei höheren Temperaturen
• Glattere Oberfläche als AlSi10Mg
• Bessere Schweißbarkeit als andere Al-Legierungen

Beschränkungen:

• Höhere Kosten im Vergleich zu AlSi10Mg-Pulver
• Niedrigere maximale Betriebstemperatur als Aluminiumlegierungen mit höherem Si-Gehalt
• Reaktivität mit Luftfeuchtigkeit und Sauerstoff erfordert sorgfältige Handhabung
• Geringere Wärmeleitfähigkeit als reines Aluminium und Kupferlegierungen
• Aufgrund der geringeren Bedruckbarkeit sind beim Druck mehr Stützen erforderlich

Jüngste Forschungsfortschritte mit AlSi7Mg

Die laufenden Forschungsarbeiten zu AlSi7Mg-Pulver konzentrieren sich auf:

• Verfeinerung des Korns durch neuartige Legierungszusammensetzungen und Wärmebehandlung zur Erzielung ultrafeiner Mikrostrukturen, die zu erheblichen Verbesserungen bei Streckgrenze, Zugfestigkeit und Ermüdungslebensdauer führen
• Oberflächenveredelung durch fortschrittliche Endbearbeitungstechniken wie Fließschleifen, Laserpolieren und Elektropolieren, um porositätsbedingte Schwachstellen zu minimieren und die funktionelle Leistung zu verbessern
• Fügetechnologien einschließlich Rührreibschweißen und andere Festkörperverfahren, um die Integration, Reparatur und Modifizierung von additiv gefertigten AlSi7Mg-Komponenten für eine längere Lebensdauer zu ermöglichen
• Qualifikation und Zertifizierung durch umfangreiche Materialtests und Prozesscharakterisierung nach Industriestandards zur Entwicklung von Spezifikationsrahmen für eine zuverlässige Endanwendung in unternehmenskritischen Systemen

Viele Erstausrüster arbeiten direkt mit Anbietern von AlSi7Mg-Pulver zusammen, um maßgeschneiderte Formulierungen für ihre spezifischen Anwendungen zu entwickeln. Die Schwerpunktbereiche umfassen den Aufbau von Vorhersagefähigkeiten in Bezug auf die Entwicklung der Mikrostruktur, das thermische Verhalten, die Defektminderung, die Quantifizierung der Anisotropie und die Qualitätssicherung im industriellen Maßstab.

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

FAQ

Frage	Antwort
Ist AlSi7Mg durch Ausscheidung härtbar?	Ja, AlSi7Mg kann durch eine geeignete Wärmebehandlung ausscheidungsgehärtet werden, um die höchste Festigkeit zu erreichen.
Warum wird AlSi7Mg bei bestimmten Anwendungen gegenüber AlSi10Mg bevorzugt?	AlSi7Mg bietet bessere mechanische Eigenschaften wie Zugfestigkeit und Härte sowie eine bessere Korrosionsbeständigkeit und Schweißbarkeit als AlSi10Mg.
Wie hoch ist die typische Oberflächenrauhigkeit bei AlSi7Mg-AM-Teilen?	Die gedruckten AlSi7Mg-Teile weisen eine außergewöhnliche Oberflächengüte 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 für AlSi7Mg AM-Komponenten?	Maßtoleranzen von bis zu +/- 0,3% werden routinemäßig für gedruckte AlSi7Mg-Teile auf der Grundlage optimierter Parameter und geometrischer Komplexität erreicht.
Welche Arten der Nachbearbeitung werden üblicherweise bei AlSi7Mg-AM-Teilen verwendet?	Typische Nachbearbeitungsschritte sind: - Abtragen der Auflagefläche > Wärmebehandlung > Oberflächenveredelung - Schleifen/Polieren > Qualitätsprüfung.