3D-печать алюминием

Объявление Ford Motor Company о том, что она планирует производить до 200000 промышленных деталей из алюминия на 3D-принтере в год, значит, что 3D-печать алюминием для промышленности станет очень объёмной.
Компания Ford провела несколько лет со своим партнером, производителем 3D-принтеров ExOne, возглавляя команду инженеров, материаловедов и экспертов по 3D-печати алюминием. «Разработка быстрого, доступного и простого способа 3D-печати алюминием с традиционными свойствами материала - важный шаг на пути к облегчению большего количества продуктов», - сказал Джон Хартнер, генеральный директор ExOne.

Преимущества 3D-печати алюминием включают то, что вы можете создавать детали с внутренними каналами и функциями, которые невозможно изготовить другим способом. Вы можете напечатать сборку, состоящую из нескольких частей, как единое целое, значительно сократив время изготовления и сборки и разработав более эффективную деталь в целом. Алюминиевые сплавы обладают хорошей химической стойкостью, очень легкие и имеют одно из лучших соотношений прочности к весу среди всех металлов. 3D-печать также не создает больших отходов. 

Литье или механическая обработка алюминия часто требует более высоких производственных затрат и требует больше энергии во время изготовления по сравнению с 3D-печатью. Также существуют дополнительные расходы на приобретение оснастки или формовки. Работа по проектированию выполняется с помощью программного обеспечения, а производство может быть выполнено без создания физических инструментов или форм. Пользователи могут производить мелкосерийные и нестандартные детали быстро и по доступной цене.
Существует несколько технологий 3D-печати металлами для обработки сплавов на основе алюминия, но наиболее часто используются процессы плавления - лазерном плавление, плавление электронным лучом. Однако, если вы не ищете промышленное решение и стремитесь поэкспериментировать с небольшими алюминиевыми деталями, есть варианты алюминиевой нити для принтеров FDM от таких компаний, как BASF Forward AM и Virtual Foundry.

Лазерная наплавка порошка (LPBF) - это технология производства, основанная на осаждении материала, начиная с локализованного плавления материала с помощью мощного лазера. 
Электронно-лучевое наплавление порошка - аналогичный процесс, но с использованием электронного луча вместо лазера.
Существует широкий выбор 3D-принтеров для печати алюминием. Например, линия лазерных принтеров GE Additive Concept Laser (AlSi10Mg). X Line 2000R - крупнейшая в мире машина для лазерной плавки металлов. Линия принтеров GE M2 может печатать детали из AlSi10Mg, A205 и AlSi7Mg. 3D-принтеры EOS по металлу работают с AlSi10Mg и AlF357, включая M290, M300-4, M400 и M400-4, но не M100. Система 3D-печати от VELO3D может печатать детали из алюминия 357. SLM Solutions, предлагает несколько принтеров, которые могут работать с тремя производимыми компанией алюминиевыми сплавами: AlSi10Mg и AlSi7Mg0.6. В принтере Xerox ElemX Liquid Metal используется экономичная алюминиевая проволока для изготовления деталей конечного использования, которые могут выдерживать жесткие эксплуатационные требования. WarpSPEE3D Spee3D уникален тем, что в нем используется сверхзвуковое трехмерное осаждение с использованием исходного металлического порошка для производства деталей из различных металлов, включая медь и алюминий. 3D Systems могут изготавливать детали из AlSi7Mg0.6, AlSi10Mg и AlSi12.

Для процессов 3D-печати специально были созданы новые высокоэффективные алюминиевые сплавы. Elementum 3D, например, разработала технологию наночастиц, которая делает трудносвариваемый материал, такой как 6061, 7075, практичным в применении для 3D-печати. Сплавы серии 6000 пластичны, обладают высокой теплопроводностью, электропроводностью и устойчивы к коррозии. 6061 представляет собой дисперсионно-упрочненный алюминиевый сплав, содержащий магний и кремний. Порошки из сплавов серии 7000 с высоким содержанием цинка известны отличными механическими свойствами для повышения прочности и поддаются термообработке. 7075 чаще всего используется в высоконапряженных конструкционных деталях, таких как детали самолетов, и он прочнее многих обычных конструкционных сталей.

Другая компания, Constellium, вышла на рынок с двумя новыми сплавами, CP1 и HT1, которые обладают лучшей прочностью и жаропрочными свойствами. Но наиболее распространенные алюминиевые сплавы, используемые в 3D-производстве – это AISi10Mg, отличающийся высокой прочностью, твердостью и динамическими характеристиками; AlSi7Mg0 сочетает в себе алюминий, кремний и небольшое количество магния для создания очень прочного и легкого материала, подходящего для мелких предметов и сложной геометрии.