AlSi10Mg, yaklaşık %9–11 silisyum ve %0,2–0,45 magnezyum içeren bir alüminyum alaşımıdır. Aslen bir döküm alaşımıdır (EN 1706'ya göre EN AC-43000) ve lazer toz yatağı füzyonunda (DMLS ve SLM) en yaygın kullanılan alüminyumdur. Ötektiğe yakın bileşimi sayesinde dar bir sıcaklık aralığında ergiyip katılaşır; bu nedenle baskıda çatlama eğilimi düşüktür. Ergiyik havuzundaki hızlı soğuma çok ince bir mikroyapı oluşturur: basılmış parçalar aynı alaşımın dökümünden daha mukavemetlidir ve yoğunlukları çeliğin yaklaşık üçte biri kadardır.
AlSi10Mg'yi talaşlı işlemeyle veya dökümle üretilmesi zor ya da imkânsız olan hafif ve karmaşık parçalar için seçin: ısı eşanjörleri, iç kanallı manifoldlar, topoloji optimizasyonlu braketler ve kafes yapılar. Uretyco'nun üretici partnerleri aracılığıyla DMLS malzemesi olarak sunulur. Sınırları; dövme alüminyuma göre daha düşük süneklik ve yorulma dayanımı, yöne bağlı özellikler, pürüzlü baskı yüzeyi ve yaklaşık 150 °C'nin üzerinde düşen mukavemettir. Basit şekillerde talaşlı işlenmiş 6061-T6 genellikle daha ucuz, daha hızlı ve daha hassastır.
Mekanik ve fiziksel özellikler
| Özellik | Tipik değer | Notlar |
|---|---|---|
| Çekme mukavemeti (Rm) | ≈ 350–470 MPa | Baskı hâlinde, baskı düzleminde (XY). Gerilim gidermeden sonra ≈ 300–350 MPa'ya düşer; T6 tipi ısıl işlem benzer veya biraz daha düşük değerler verir. |
| Akma dayanımı (Rp0,2) | ≈ 220–290 MPa | Baskı hâlinde. Gerilim gidermeden sonra ≈ 180–230 MPa; dövme 6061-T6'da bu değer ≈ 276 MPa'dır. |
| Kopma uzaması | ≈ %3–9 | Baskı hâlinde; en düşük değer baskı yönündedir (Z). Gerilim gidermeden sonra ≈ %8–15'e çıkar. |
| Sertlik | ≈ 100–130 HB | Baskı hâlinde; ısıl işlem sertliği düşürür. |
| Elastisite modülü | ≈ 65–75 GPa | Diğer alüminyum alaşımlarına benzer. |
| Yoğunluk | ≈ 2,67 g/cm³ | Basılmış parçalar tipik olarak tam yoğunluğun %99,5'inden fazlasına ulaşır. |
| Isı iletkenliği | ≈ 100–130 W/m·K | Baskı hâlinde; ısıl işlemden sonra ≈ 150–175 W/m·K'ye yükselir. Bu, ısı eşanjörleri için önemlidir. |
| Isıl genleşme katsayısı | ≈ 20–22 µm/m·K | 20–100 °C; döküm alüminyum-silisyum alaşımlarına benzer. |
| Kullanım sıcaklığı | Yük altında ≈ 150 °C'ye kadar | Alüminyum alaşımları bu aralığın üzerinde mukavemetini hızla kaybeder; yük taşıyan parçalarda verileri kontrol edin. |
| Baskı yüzeyi pürüzlülüğü | ≈ Ra 6–15 µm | Yukarı bakan ve dikey yüzeyler; aşağı bakan ve desteklenen yüzeyler daha pürüzlüdür. |
| Yorulma dayanımı | Duruma büyük ölçüde bağlı | Baskı yüzeyleri ve gözeneklilik yorulma ömrünü belirgin şekilde düşürür; talaşlı işleme, parlatma ve HIP iyileştirir. |
Aralıklar, lazer toz yatağında üretilmiş AlSi10Mg için deney numunelerinde ölçülen yayımlanmış verileri birleştirir. Gerçek parçalar makineye, proses parametrelerine, toza, baskı yönüne, et kalınlığına ve ısıl işleme göre değişir. Yük taşıyan parçalarda tasarımı teklifte belirtilen veri sayfasına, uygulanabildiği durumlarda ASTM F3318 gibi bir şartnameye ve parçalarla aynı baskıda üretilen numunelerin test sonuçlarına göre yapın.
AlSi10Mg parçaları DMLS ve SLM için tasarlamak
Lazer toz yatağı füzyonunda lazer, tozu argon atmosferinde katman katman ergitir; katman kalınlığı tipik olarak 30–60 µm'dir. Parçalar baskı tablasına, ısıyı da uzaklaştıran desteklerle bağlanır; bu nedenle destek stratejisi ve baskı yönü maliyeti, çarpılmayı ve yüzey kalitesini belirler. Teklifte netleşen genel kurallar:
- Çıkıntılar ve destekler: baskı tablasına göre yaklaşık 45°'den daha yatık yüzeyler destek gerektirir. Destekler kesilerek, testereyle veya talaşlı işlemeyle alınır ve iz bırakır; işlevsel ve görünür yüzeyleri mümkün olduğunca desteklerden uzak tutun.
- Delikler ve kanallar: çapı yaklaşık 6–8 mm'ye kadar olan yatay delikler ve kanallar genellikle iç destek olmadan basılır. Daha büyük olanlar ya kanal içinden alınması zor destekler ya da desteksiz basılabilen damla veya baklava biçimli bir kesit gerektirir.
- Cidarlar ve detaylar: yaklaşık 0,5 mm'ye kadar ince cidarlar basılabilir, ancak 1 mm ve üzeri daha dayanıklıdır ve son işleme daha uygundur. İnce ve yüksek detaylar baskı sırasında toz serme bıçağının temasıyla zarar görebilir.
- Artık gerilme: geniş düz yüzeyler ve inceden kalına ani geçişler çarpılmaya yol açar. Dolu bloklar yerine nervür, köşe yuvarlatma ve kademeli geçişler kullanın; parçalara genellikle baskı tablasından ayrılmadan önce gerilim giderme uygulanır.
- Toz tahliyesi: kapalı boşluklarda toz içeride kalacağından her iç boşluk, ergimemiş tozun boşaltılabileceği açıklıklar gerektirir. Uzun kanallar için en az iki açıklık planlayın ve kanalların yıkanabildiğini kontrol edin.
- Talaş payı ve yön: talaşlı işlenecek yüzeylerde, deliklerde ve dişlerde yaklaşık 0,5–1 mm pay bırakın ve ana yük yönünü belirtin. Kopma uzaması katmanlara dik yönde en düşüktür; bu nedenle mümkünse ana yük yolunu baskı düzleminde tutun.
Isıl işlem: baskı hâli, gerilim giderme veya T6 tipi
Isıl işlem, AlSi10Mg'yi basılan alaşımların çoğundan daha fazla değiştirir: baskı hâlindeki yüksek mukavemetin bir kısmını süneklik, boyutsal kararlılık ve iletkenlik karşılığında bırakır. Tedarikçilerin varsayılan yöntemleri farklı olduğundan istediğiniz durumu açıkça belirtin.
| Durum | Tipik işlem | Etkisi | Ne zaman seçilir |
|---|---|---|---|
| Baskı hâli | Yok | En yüksek mukavemet ve sertlik, en düşük süneklik; artık gerilmeler kalır | Kompakt, rijit parçalar ve prototipler; tedarikçi uygun görürse |
| Gerilim giderilmiş | ≈ 300 °C'de yaklaşık 2 saat, çoğu zaman baskı tablası üzerinde | Rm ≈ 300–350 MPa, daha yüksek uzama, talaşlı işlemede daha az çarpılma, daha yüksek iletkenlik | İşlevsel parçalar için olağan varsayılan |
| T6 tipi | ≈ 520–540 °C'de çözeltiye alma, su verme, ≈ 160–180 °C'de yapay yaşlandırma | Daha homojen, yöne daha az bağlı özellikler ve iyi süneklik; su verme ince parçaları çarpıtabilir | Süneklik ve tutarlı özellik gerektiren, ısıl işlemden sonra talaşlı işlenen parçalar |
| HIP | Sıcak izostatik presleme, genellikle ardından ısıl işlem | İç gözenekliliği kapatır ve yorulma ömrünü artırır | Yorulma açısından kritik veya basınç sızdırmazlığı gereken parçalar |
Toleranslar ve yüzey
Baskı hassasiyeti parça boyutuna, baskı yönüne, desteklere ve çarpılmaya bağlıdır. Planlama için küçük detaylarda tipik olarak yaklaşık ±0,1–0,2 mm beklenebilir; uzun veya düz parçalarda sapmalar daha büyüktür. Kesin değerler teklif ve sipariş incelemesinde netleşir. Geçmeler, sızdırmazlık yüzeyleri ve dişler baskıdan sonra talaşlı işlenir ve CNC parçaları gibi tolerans alabilir; Uretyco'da belirtilmemiş toleranslar için varsayılan ISO 2768-mK'dir. Baskı yüzeyleri mat ve hafif pürüzlüdür; Ra değerini yalnızca talaşlı işlenecek veya parlatılacak yüzeylerde belirtin.
Yüzey işlemi seçenekleri
Destekler alındıktan sonra kumlama standart yüzey işlemidir. Diğer adımlar işlevsel veya kozmetiktir ve teklife eklenir.
| İşlem | Etkisi | Notlar |
|---|---|---|
| Kumlama | Homojen mat yüzey | Gevşek tozu giderir ve yüzeyi hafifçe düzgünleştirir; olağan temel yüzeydir. |
| CNC talaşlı işleme | Hassas geçmeler, sızdırmazlık yüzeyleri ve dişler | Talaş payı ve bağlama yüzeyleri gerektirir; işlenecek yüzeyleri teknik resimde işaretleyin. |
| Vibrasyonlu yüzey işlemi | Daha pürüzsüz yüzeyler ve yuvarlatılmış kenarlar | Küçük parçalara uygundur; derin iç kanallara ulaşmaz. |
| Bilyeli dövme (shot peening) | Yüzeyde basma gerilmesi | Yorulma ömrünü artırır; kritik parçalarda işlem şiddetini belirtin. |
| Eloksal | Korozyon ve aşınma koruması | Yüksek silisyum içeriği gri ve homojen olmayan bir görünüm verir; dekoratif değil, koruyucu bir işlemdir. |
| Dönüşüm kaplama, boya veya toz boya | Korozyon koruması ve renk | Basılmış alüminyumda en homojen rengi boya ve toz boya verir. |
Basılmış parçalar son ölçüye talaşlı işlenecekse modele referans yüzeyleri ve bağlama detayları ekleyin, baskı hâlinde kalacak yüzeyleri de belirtin. Bu, bağlama sayısını azaltır ve ince basılmış cidarların işlenerek kaybolmasını önler.
Maliyet ve teslim süresi etkenleri
Metal baskıda fiyatı tozdan çok makine süresi ve son işlemler belirler. Başlıca etkenler:
- Baskı yüksekliği ve makine süresi: her katman zaman alır; bu nedenle yüksek parçalar aynı hacimdeki yassı parçalardan pahalıdır. Birden fazla parça aynı baskı tablasını paylaşabilir.
- Ergitilen hacim: dolu bloklar pahalıdır; kabuklama, kafes yapılar ve topoloji optimizasyonu hacmi ve ağırlığı azaltır.
- Destekler: destek yapıları makine süresi ve toz tüketir, alınmaları da el emeği gerektirir. Uygun baskı yönü ve desteksiz basılabilen detaylar her ikisini de azaltır.
- Son işlemler: gerilim giderme, T6 tipi ısıl işlem, HIP, talaşlı işleme ve yüzey işlemleri ayrı adımlardır ve her biri maliyet ile süre ekler.
- Belgeler ve inceleme: malzeme sertifikası ve ölçüm raporu isteğe bağlıdır ve teklif aşamasında talep edilmelidir; üretilebilirlik, baskı yönü ve teslim süresi teklif ve sipariş incelemesinde netleşir.
AlSi10Mg ve yaygın alternatifleri
| Malzeme ve yöntem | Mukavemet (Rm) | Kopma uzaması | Yoğunluk | Göreli maliyet | En uygun olduğu alan |
|---|---|---|---|---|---|
| AlSi10Mg, basılmış (DMLS, SLM) | ≈ 300–470 MPa | ≈ %3–15 | ≈ 2,67 g/cm³ | Yüksek | İç kanallı veya kafes yapılı karmaşık, hafif parçalar |
| Alüminyum 6061-T6, talaşlı işlenmiş | ≈ 310 MPa | ≈ %12–17 | 2,70 g/cm³ | Düşük ila orta | Hassas prizmatik parçalar, eloksallı yüzeyler |
| Alüminyum A356-T6, döküm | ≈ 250–280 MPa | ≈ %3–10 | 2,68 g/cm³ | Yüksek adette düşük; kalıp gerekir | Tekrarlayan gövdeler ve yapısal dökümler |
| Ti-6Al-4V, basılmış | ≈ 900–1100 MPa | ≈ %6–15 | 4,43 g/cm³ | Çok yüksek | Yüksek yük, sıcaklık veya korozyon altındaki parçalar |
Parça levha veya çubuktan talaşlı işlenebiliyorsa 6061-T6 genellikle daha ucuzdur, daha iyi yüzey ve daha dar tolerans verir ve homojen şekilde eloksallanır. Adetler bir model veya kalıbın maliyetini karşıladığında döküm A356 daha ekonomik hâle gelir. Ti-6Al-4V, yaklaşık 1,7 kat yoğunlukta iki kattan fazla mukavemet sunar ve alüminyumun yetmediği yük, sıcaklık veya ortamlar için uygundur.
AlSi10Mg ne zaman seçilmemeli?
6061 veya 7075'ten kolayca talaşlı işlenebilen basit parçalar: talaşlı işleme daha ucuz, daha hızlı ve daha hassastır. Aynı parçanın yüksek adetleri: döküm veya basınçlı döküm parça başına daha ucuzdur. Dekoratif eloksallı yüzeyler. Yaklaşık 150 °C'nin üzerinde sürekli yük: titanyum veya çelik değerlendirin. Talaşlı işlenmiş veya parlatılmış yüzeyler, HIP ve test planı olmadan yorulma açısından kritik parçalar. Bölünüp birleştirilemiyorsa partnerin baskı hacminden büyük parçalar.
Tipik uygulamalar
- Isı eşanjörleri, soğutma plakaları ve entegre soğutma kanallı gövdeler.
- İç kanallı hidrolik ve pnömatik manifoldlar.
- Topoloji optimizasyonlu braketler ve hafif kafes yapılar.
- Motor sporları, drone ve havacılık için prototipler ve küçük seriler.
- İleride döküm veya basınçlı döküm olarak üretilecek alüminyum parçaların işlevsel prototipleri.
- Robotlar için hafif tutucular ve kol ucu takımları.
Uretyco'da AlSi10Mg nasıl belirtilir?
- 1Modeli ve teknik resmi yükleyin
Metal parçalar için STEP tercih edilir; STL veya 3MF de kullanılabilir. Talaşlı işlenecek yüzeyler, dişler, toleranslar ve muayene gereksinimleri için PDF teknik resim ekleyin.
- 2DMLS'yi ve AlSi10Mg'yi seçin
Katman kalınlığı ayarını seçin: kalın katmanlar daha hızlı basılır, ince katmanlar daha ince detay verir. Şartnameniz gerektirmiyorsa DMLS ve SLM makineleri arasındaki seçimi açık bırakın.
- 3Isıl işlem durumunu belirtin
Baskı hâli, gerilim giderilmiş veya T6 tipi; gerekiyorsa HIP. Tasarımınız belirli bir şartnameye veya veri sayfasına dayanıyorsa onu da yazın.
- 4Kritik yüzeyleri ve yönü işaretleyin
Desteksiz kalması gereken yüzeyleri, pay bırakılarak işlenecek yüzeyleri ve ana yük yönünü gösterin.
- 5Yüzey işlemlerini ve belgeleri seçin
Kumlama, talaşlı işleme, eloksal veya boya; malzeme sertifikası ve ölçüm raporunu teklif aşamasında talep edin.
- 6Teklifi inceleyin
Üretilebilirlik, baskı yönü, ısıl işlem ve teslim süresi üretim başlamadan önce teklif ve sipariş incelemesinde netleşir.
Sık sorulan sorular
DMLS ile SLM arasında fark var mı?
Her iki ad da ISO/ASTM 52900'ün toz yatağı füzyonu olarak sınıflandırdığı lazer toz yatağı füzyonunu ifade eder. DMLS adında sinterleme kelimesi geçse de metal her iki yöntemde de tamamen ergitilir. Sonuçlar addan çok makineye, proses parametrelerine ve ısıl işleme bağlıdır.
Basılmış AlSi10Mg, 6061-T6 kadar mukavemetli mi?
Baskı hâlinde çekme mukavemeti 6061-T6'yı geçer, ancak kopma uzaması ve yorulma dayanımı daha düşüktür. Gerilim gidermeden sonra akma dayanımı 6061-T6'nın altına iner. Bu nedenle talaşlı işlenecek 6061 için yapılmış bir tasarım doğrudan baskıya aktarılamaz; ısıl işlem durumunu, yük yönünü ve yüzeyleri kontrol edin.
Hangi ısıl işlemi belirtmeliyim?
İşlevsel parçalar için olağan varsayılan gerilim gidermedir. Baskı hâlini yalnızca en yüksek mukavemetin önemli olduğu ve artık gerilmenin kabul edilebildiği kompakt prototiplerde, T6 tipi ısıl işlemi ise süneklik ve homojen özelliklerin en yüksek mukavemetten daha önemli olduğu durumlarda seçin. Yorulma açısından kritik veya basınç sızdırmazlığı gereken parçalara HIP ekleyin.
Basılmış AlSi10Mg eloksallanabilir mi?
Evet, ancak yüksek silisyum içeriği gri ve zaman zaman lekeli bir tabaka oluşturur, renkler de soluk kalır. Eloksal koruma amacıyla iyi sonuç verir; homojen kozmetik bir renk için boya veya toz boya kullanın ya da parçayı 6061'den talaşlı işletin.
İlgili kaynaklar
- Alüminyum 6061-T6Daha basit parçalar için talaşlı işleme alternatifi.
- Alüminyum A356 (Döküm)Tekrarlayan parçalar için döküm alüminyum.
- Titanyum Grade 5 (Ti-6Al-4V)Daha yüksek yük ve sıcaklıklar için.
- Maraging Çeliği 1.2709Kalıp ve insertler için basılmış takım çeliği.
- 3D BaskıMetal baskı ne zaman anlamlıdır?
- Yüzey İşlem KılavuzuEloksal, boya ve teknik resimde gösterimi.
İlgili malzemeler
Metaller
Alüminyum 6061-T6
İyi işlenebilirliği, yüksek eloksal kalitesi ve korozyon direnciyle öne çıkan, kaynaklanabilir ve çok yönlü alüminyum alaşımı. En yaygın CNC malzemelerinden biri.
Metaller
Alüminyum 7075-T6
6061-T6'nın yaklaşık 1,7–1,8 katı mukavemete sahip, yüksek mukavemetli Al-Zn-Mg-Cu alaşımı. Çok iyi işlenir, ancak koruyucu yüzey işlemi gerektirir ve kaynağa uygun değildir. Mukavemet/ağırlık oranının en kritik olduğu parçalar için doğru seçim.
Metaller
Alüminyum 5052
İyi şekillendirilebilirlik, çok iyi kaynaklanabilirlik ve deniz ortamında mükemmel korozyon direnci sunan, soğuk şekillendirmeyle sertleştirilmiş Al-Mg sac alaşımı. Bükümlü sac parçalar için varsayılan alüminyum.
Metaller
Alüminyum 3003
Mükemmel şekillendirilebilirlik ve kaynaklanabilirlik, iyi korozyon direnci ve düşük mukavemet sunan Al-Mn sac alaşımı. Dekoratif paneller, havalandırma kanalları, endüstriyel mutfak ekipmanları ve hafif kapaklar için pratik bir seçim.
Metaller
Alüminyum A356
Isıl işlemle sertleştirilebilen standart Al-Si-Mg döküm alaşımı. Kum ve kokil kalıplara iyi dökülür, iyi sünekliğe sahip kullanışlı bir T6 mukavemetine ulaşır; basınç sızdırmazlığı gereken gövdeler ve yapısal dökümler için uygundur.
Metaller
Paslanmaz 304
Varsayılan östenitik paslanmaz çelik: iç mekânda ve tatlı suda mükemmel korozyon direnci sunar, gıda ekipmanlarına çok uygundur ve yaygın olarak stoklanır. Pekleştiği için alüminyuma göre daha yavaş işlenir.
Aradığınızı bulamadınız mı? Üretim projeniz için ekibimizle iletişime geçin.