Overzicht van Aluminiumlegering 7050 poeder
Aluminium 7050 is een zeer sterke aluminiumlegering die veel wordt gebruikt in lucht- en ruimtevaarttoepassingen. Belangrijkste details over 7050 aluminiumlegeringspoeder:
- Bevat zink, magnesium en koper als primaire legeringselementen.
- Vertoont een uitstekende sterkte-gewichtsverhouding en corrosieweerstand.
- Gebruikt voor kritische structurele onderdelen, landingsgestellen en rompcomponenten in de lucht- en ruimtevaart.
- Verkrijgbaar in poedervorm voor additieve productieprocessen zoals selectief lasersmelten (SLM) en elektronenbundelsmelten (EBM).
- Poederproductiemethoden omvatten gasverneveling, plasmaverneveling en cryomilling.
- Poedereigenschappen zoals deeltjesgrootteverdeling en morfologie geoptimaliseerd voor AM.
Typische toepassingen van 7050 aluminium onderdelen
| Categorie | Toepassingen |
|---|---|
| Lucht- en ruimtevaart | Structurele cascocomponenten, landingsgestel, raketten |
| Automobiel | Wielen, draagarmen, aandrijflijnonderdelen |
| Industrieel | Robotica, gereedschapsmallen en armaturen, instrumentatie |
| Marien | Propellers, aandrijfassen, pompen, kleppen |
De lichtgewichtsterkte van 7050 maakt het geschikt voor hoogwaardige structurele onderdelen in verschillende industrieën.
Specificaties aluminium 7050 poeder
| Parameter | Typische waarde | Rol |
|---|---|---|
| Deeltjesgrootte | 20-63 μm | Heeft invloed op de pakkingsdichtheid en stroming |
| Morfologie | Bolvormig | Verbetert de poederstroom in AM-machines |
| Samenstelling van de legering | Zn – 6%, Mg – 2%, Cu – 2,3% | Bepaalt eigenschappen |
| Schijnbare dichtheid | 1,7-2,0 g/cc | Heeft invloed op de uiteindelijke onderdeeldichtheid |
| Debiet van de hal | <30 s/50 g | Snelle stroming zorgt voor uniforme lagen |
| Vochtgehalte | <0,1% | Minimaliseert poederoxidatie |
Het behouden van consistente poedereigenschappen is cruciaal voor AM-verwerking van hoge kwaliteit.
Apparatuur voor de productie en verwerking van aluminiumpoeder
| Apparatuur | Beschrijving |
|---|---|
| Verstuivers | Zet gesmolten legering om in fijn poeder met behulp van gas- of plasma-energie |
| Molens | Mechanisch malen vermindert de deeltjesgrootte en morfologie van het poeder |
| Zeven | Classificeer poeder in smalle groottebereiken die geschikt zijn voor AM |
| Mengers | Homogeniseer gemengde poeders gelijkmatig |
| Hoppers | Poeder opslaan en leveren aan printers |
| Recyclers | Verwijder vervuiling uit hergebruikt poeder en verbeter de doorstroming |
Gespecialiseerde poederverwerkingsapparatuur die nodig is om oxidatie en verontreiniging te voorkomen.
Leveranciers van 7050 aluminiumpoeder
| Leverancier | Details | Prijzen |
|---|---|---|
| Leverancier 1 | Groot assortiment aluminiumlegeringen. | $80-100/kg |
| Leverancier 2 | Aangepaste legeringsontwikkeling. | $100-150/kg |
| Leverancier 3 | Zeer zuivere medische/luchtvaartkwaliteiten. | $150-300/kg |
De prijs is afhankelijk van de zuiverheid, distributie, partijgrootte, kwaliteit en andere parameters. Kleine R&D-batches zijn doorgaans duurder.
Hoe u een leverancier van aluminiumpoeder 7050 kiest
Belangrijke factoren bij het selecteren van een leverancier van 7050 aluminiumpoeder:
- Ervaring – Zoek een gevestigde leverancier met uitgebreide technische ervaring met poeders van aluminiumlegeringen. Dit resulteert in een hogere kwaliteit en consistentie.
- Productie mogelijkheden – De leverancier moet consistente batches kunnen produceren die voldoen aan de gespecificeerde grootteverdeling, morfologie, zuiverheid enz.
- Kwaliteitssystemen – ISO 9001- of AS9100-certificering duidt op betrouwbare kwaliteitscontrole en -borging.
- Technische expertise – Poederproductie vereist aanzienlijke kennis van de metallurgie en materiaalkunde. Zorg ervoor dat leveranciers dit hebben.
- Mogelijkheden testen – De leverancier moet alle poederpartijen volledig testen en gedetailleerde certificeringsgegevens verstrekken.
- Ontvankelijkheid – Ze moeten snel reageren op vragen, offerteaanvragen, monsters, enz.
- Klantenservice – Kies een leverancier die goed technisch advies en applicatieondersteuning biedt.
Selecteer een leverancier die bekend is met de behoeften van de AM-industrie en uw specifieke toepassingsvereisten.
Hoe u 7050-poeder kunt optimaliseren voor AM-verwerking
Volg deze richtlijnen bij het bereiden van 7050 aluminiumpoeder voor additieve productie:
- Begin met zeer zuiver gasverstoven poeder met gecontroleerde deeltjesgrootteverdeling (bijv. 20-45 μm).
- Gebruik bolvormige poedermorfologie voor optimale pakkingsdichtheid en verspreiding. Vermijd satellietdeeltjes.
- Bewaar poeder op de juiste manier in een afgesloten, inerte omgeving om oxidatie te voorkomen. Drogen met droogmiddel kan nodig zijn.
- Karakteriseer nieuwe poederloten consequent – samenstelling, grootteverdeling, morfologie, stroomsnelheid, oxidegehalte.
- Meng eventuele legeringselementen homogeen om compositiegradiënten in geprinte onderdelen te voorkomen.
- Gebruik voor SLM een minimale laagdikte gelijk aan 8-12x de poederdeeltjesgrootte.
- Pas het laservermogen aan om volledige smelting en dichtheid te bereiken zonder overmatige verdamping.
- Minimaliseer het contact tussen poeder en zuurstof/vocht tijdens het printen om oxidatie te verminderen.
- Overweeg het classificeren en zeven van gerecycled poeder om de grootteverdeling en vloeibaarheid te vernieuwen.
Werk samen met uw poeder- en AM-machineleveranciers om de ideale poedereigenschappen en printparameters te identificeren.
Ontwerpprincipes voor AM-onderdelen in aluminium 7050
Houd bij het ontwerpen van aluminium 7050-onderdelen voor additieve productie rekening met deze richtlijnen:
- Gebruik een minimale wanddikte van 1-2 mm om voldoende sterkte te garanderen. Dunnere muren riskeren scheuren.
- Ontwerp met hoekige overgangen in plaats van scherpe hoeken om spanningsconcentratoren te verminderen.
- Vermijd uitsteeksels groter dan 45° om de noodzaak van extra steunen te elimineren.
- Plaats de oriëntatie van het onderdeel om de ondersteuningsvereisten te minimaliseren en botsingen met het recoaterblad te voorkomen.
- Houd rekening met de lagere sterkte van 20-50% horizontaal versus verticaal als gevolg van anisotropie door op lagen gebaseerde constructie.
- Zorg ervoor dat na het bewerken 0,3-0,5 mm uitgangsmateriaal kan worden verwijderd om de oppervlakteafwerking te verbeteren.
- Consolideer subassemblages waar mogelijk in één enkel bedrukt onderdeel om het gewicht te verminderen en het aantal bevestigingsmiddelen te minimaliseren.
- Voorzie ventilatiegaten in gesloten volumes om drukopbouw tijdens de verwerking te voorkomen.
Valideer ontwerpen met behulp van eindige-elementenanalysesimulatie en daadwerkelijke AM-bouwproeven.
Nabewerking van aluminium 7050 AM-onderdelen
Veel voorkomende nabewerkingstechnieken die worden gebruikt voor geprinte aluminium 7050-componenten zijn onder meer:
- Ondersteun de verwijdering via handgereedschap of oplossing in bijtende oplossingen.
- Stressverlichtende hittebehandeling bij 300°C gedurende 2 uur. Voorkomt scheuren.
- Bewerking – CNC-frezen en draaien om de maatprecisie en oppervlakteafwerking te verbeteren. Gebruik rigide opstellingen en scherp gereedschap.
- Schuurstralen of slijpen vermindert de oppervlakteruwheid. Moet de media controleren om inbedding te voorkomen.
- Trilafwerking maakt oppervlakken glad en verwijdert vastzittende deeltjes.
- Anodiseren verhoogt de hardheid en corrosieweerstand.
- Metaalbeplating verbetert de slijtvastheid of geleidbaarheid.
- Verbindingsprocessen zoals schroeven of klinken om componenten te assembleren. Lijmen ook mogelijk.
Gebruik tijdens alle nabewerkingsstappen gekwalificeerde operators die bekend zijn met aluminiumlegeringen.
Integratie van afgedrukte 7050-onderdelen in assemblages
Om 3D-geprinte aluminium 7050-onderdelen met succes te integreren in assemblages en producten voor eindgebruik:
- Reinig de oppervlakken grondig van eventueel achtergebleven poeder, oxidatielagen of andere verontreinigingen. Gebruik indien nodig chemisch of thermisch ontbramen.
- Breng indien nodig beschermende coatings aan – anodiseren, schilderen, poedercoaten zijn allemaal geschikt. Verbetert de duurzaamheid.
- Houd bij het ontwerpen van interfaces en verbindingen rekening met een lagere ductiliteit vergeleken met gegoten of gesmeed aluminium.
- Houd rekening met verschillen in thermische uitzetting bij het koppelen van AM-componenten aan delen van andere materialen.
- Selecteer optimale verbindingstechnieken – lijmen, bevestigingsmiddelen, hardsolderen en lassen kunnen allemaal worden gebruikt, afhankelijk van de belasting.
- Tijdens de integratie kan een warmtebehandeling nodig zijn, bijvoorbeeld bij spanningsverlichtende AlSi10Mg-draagconstructies.
- Valideer de functionaliteit van de assemblage onder de verwachte gebruiksomstandigheden door middel van prototyping en testen.
Werk gedurende het gehele integratieproces samen met productie-ingenieurs om ervoor te zorgen dat aan de prestatie-eisen wordt voldaan.
Bedienen en onderhouden van gedrukte aluminium 7050-onderdelen
Om de beste prestaties te bereiken met additief vervaardigde aluminium 7050-componenten tijdens gebruik:
- Werk binnen de aanbevolen hoge temperatuurlimieten op basis van de legeringsspecificaties. Langdurige blootstelling boven 120°C versnelt de verharding van de neerslag.
- Vermijd overmatige belastingen die resulteren in bezwijken, vervormen of vermoeiing. AM-onderdelen hebben een lagere ductiliteit.
- Gebruik beschermende geanodiseerde of geverfde coatings in corrosieve omgevingen. 7050 is zonder bescherming gevoelig voor corrosie.
- Inspecteer periodiek kritische afmetingen en parameters om te controleren op slijtage, scheuren of vervormingen die op een probleem wijzen.
- Demonteer de mechanismen en breng indien nodig vers vet/olie aan – voorkom vastlopen na verloop van tijd.
- Vervang als preventieve maatregel alle onderdelen die hun verwachte levensduur naderen.
- Controleer handmatig of via niet-destructieve tests op het ontstaan van gebreken zoals scheuren tijdens routinematige onderhoudsintervallen.
Ontwikkel gedetailleerde onderhoudsplannen en -schema's voor onderdelen in samenwerking met ontwerp- en testingenieurs om prestaties tijdens gebruik te garanderen.
Voor- en nadelen van aluminium 7050 AM versus traditionele methoden
Voordelen van additieve productie met aluminium 7050-poeder:
- Complexe geometrieën en lichtgewicht roosters kunnen worden vervaardigd.
- Geen vereiste gereedschapsinvestering voor kleine tot middelgrote productievolumes.
- Snelle prototyping van nieuwe ontwerpen en op maat gemaakte onderdelen op aanvraag.
- Minder afval – gebruik alleen de benodigde hoeveelheid materiaal.
- Mogelijkheid om subassemblages te consolideren in afzonderlijke afgedrukte onderdelen.
- Kortere ontwikkelingstijdlijnen vergeleken met traditionele productiemethoden.
Beperkingen waarmee u rekening moet houden:
- Hogere kosten per onderdeel voor kleine productievolumes, hoewel AM-schaaleffecten gunstig kunnen zijn.
- Beperkingen op de maximale onderdeelgrootte op basis van het bouwvolume van de printer.
- Extra nabewerking is vaak nodig om de uiteindelijke materiaaleigenschappen en toleranties te bereiken.
- Anisotrope eigenschappen door laag-voor-laag printen.
- Beperkingen in de toeleveringsketen voor poedermateriaal van ruimtevaartkwaliteit.
- Lagere ductiliteit en levensduur tegen vermoeiing dan gesmeed 7050 aluminium.
Evalueer de voor- en nadelen in relatie tot productievolumes, kostendoelstellingen, kwaliteitsbehoeften en specifieke toepassingsvereisten.
FAQ
Vraag: Welk deeltjesgroottebereik wordt aanbevolen voor 7050 aluminium AM-poeder?
A: Typisch 20-45 micron, met een strak gecontroleerde verdeling. Te fijn veroorzaakt verwerkingsproblemen, terwijl te groot de dichtheid negatief beïnvloedt.
Vraag: Voor welke toepassingen worden 7050 aluminium AM-onderdelen gebruikt?
A: Voornamelijk structurele componenten in de lucht- en ruimtevaart-, automobiel- en hoogwaardige machines, waarbij een hoge sterkte-gewichtsverhouding van cruciaal belang is.
Vraag: Vereist aluminium 7050-poeder speciale voorzorgsmaatregelen bij opslag?
A: Ja, 7050-poeder is zeer gevoelig voor oxidatie. Het moet worden bewaard in vacuümverzegelde zakken met droogmiddelpakketten en minimale blootstelling aan lucht.
Vraag: Welke nabewerkingsmethoden worden vaak gebruikt op 7050 AM-onderdelen?
A: Ondersteuning verwijderen, spanning verlichten, machinaal bewerken, stralen, anodiseren en plateren. Voer alle stappen uit die nodig zijn voor integratie, zoals bevestiging.
Vraag: Is een warmtebehandeling nodig voor 7050 AM-onderdelen?
A: Ja, 7050 wordt na het printen doorgaans gedurende 2 uur bij 300°C spanningsvrij gemaakt om scheuren als gevolg van interne spanningen te voorkomen.
Vraag: Welke dichtheid kan worden bereikt met optimaal verwerkte 7050 aluminium AM-onderdelen?
A: Een dichtheid boven 99% is haalbaar met zorgvuldige controle van de poederkwaliteit en het kiezen van ideale SLM/EBM-parameters.
Vraag: Kun je aluminium 7050 AM-componenten lassen?
A: Ja, indien nodig wordt wrijvingsroerlassen aanbevolen voor aluminium AM-onderdelen. Conventioneel smeltlassen verandert lokale materiaaleigenschappen.
Vraag: Welke veiligheidsmaatregelen zijn vereist bij het hanteren van aluminiumpoeders?
A: Gebruik beschermende uitrusting om inademing of contact met de huid te voorkomen. Houd de stofniveaus onder controle om verbrandingsgevaar te voorkomen, aangezien aluminium brandbaar is.
