3D-друк алюмінієм

Оголошення Ford Motor Company про те, що вона планує виробляти до 200000 промислових деталей з алюмінію на 3D-принтері в рік, означає, що 3D-друк алюмінієм для промисловості стане дуже об'ємним.
Компанія Ford провела кілька років зі своїм партнером, виробником 3D-принтерів ExOne, очолюючи команду інженерів, матеріалознавців й експертів з 3D-друку алюмінієм. «Розробка швидкого, доступного й простого способу 3D-друку алюмінієм з традиційними властивостями матеріалу - важливий крок на шляху до зменшення ваги більшої кількості продуктів», - сказав Джон Хартнер, генеральний директор ExOne.

Переваги 3D-друку алюмінієм включають те, що ви можете створювати деталі з внутрішніми каналами й функціями, які неможливо виготовити іншим способом. Ви можете надрукувати збірку, що складається з декількох частин, як єдине ціле, значно скоротивши час виготовлення та складання й розробивши ефективнішу деталь в цілому. Алюмінієві сплави мають гарну хімічну стійкість, дуже легкі й мають одне з кращих співвідношень міцності до ваги серед всіх металів. 3D-друк також не створює великих відходів.

Лиття або механічна обробка алюмінію часто вимагає вищих виробничих витрат і більше енергії під час виготовлення в порівнянні з 3D-друком. Також існують додаткові витрати на придбання оснащення або форм. Робота з проєктування виконується за допомогою програмного забезпечення, а виробництво може бути виконано без створення фізичних інструментів або форм. Користувачі можуть виробляти дрібносерійні й нестандартні деталі швидко й за доступною ціною.
Існує кілька технологій 3D-друку металами для обробки сплавів на основі алюмінію, але найчастіше використовуються процеси плавлення - лазерне плавлення, плавлення електронним променем. Однак, якщо ви не шукаєте промислове рішення і прагнете поекспериментувати з невеликими алюмінієвими деталями, є варіанти алюмінієвої нитки для принтерів FDM від таких компаній, як BASF Forward AM і Virtual Foundry.

Лазерне наплавлення порошку (LPBF) - це технологія виробництва, заснована на осадженні матеріалу, починаючи з локалізованого плавлення за допомогою потужного лазера.
Електронно-променеве наплавлення порошку - аналогічний процес, але з використанням електронного променя замість лазера.
Існує широкий вибір 3D-принтерів для друку алюмінієм. Наприклад, лінія лазерних принтерів GE Additive Concept Laser (AlSi10Mg). X Line 2000R - найбільша у світі машина для лазерної плавки металів. Лінія принтерів GE M2 може друкувати деталі з AlSi10Mg, A205 і AlSi7Mg. 3D-принтери EOS по металу працюють з AlSi10Mg і AlF357, включаючи M290, M300-4, M400 і M400-4, але не M100. Система 3D-друку від VELO3D може друкувати деталі з алюмінію 357.  У принтері Xerox ElemX Liquid Metal використовується економічний алюмінієвий дріт для виготовлення деталей кінцевого використання, які можуть витримувати жорсткі експлуатаційні вимоги. WarpSPEE3D Spee3D унікальний тим, що в ньому використовується надзвукове тривимірне осадження з використанням металевого порошку для виробництва деталей з різних металів, включаючи мідь й алюміній. 3D Systems можуть виготовляти деталі з AlSi7Mg0.6, AlSi10Mg і AlSi12.

Для процесів 3D-друку спеціально були створені нові високоефективні алюмінієві сплави. Elementum 3D, наприклад, розробила технологію наночастинок, яка робить важкозварювальний матеріал, такий як 6061,  7075, практичним у застосуванні для 3D-друку. Сплави серії 6000 пластичні, мають високу теплопровідність, електропровідність і стійкі до корозії. 6061 -це дисперсно-зміцнений алюмінієвий сплав, який містить магній і кремній. Порошок зі сплавів серії 7000 з високим вмістом цинку, відомі відмінними механічними властивостями для підвищення міцності й придатний термообробці. 7075 найчастіше використовується в конструкційних деталях з високою напругою, таких як деталі літаків, і він міцніше багатьох звичайних конструкційних сталей.

Інша компанія, Constellium, вийшла на ринок з двома новими сплавами, CP1 і HT1, які мають кращу міцність і жаростійкі властивості. Але найпоширеніші алюмінієві сплави, що використовуються в 3D-виробництві - це AISi10Mg, що відрізняються високою міцністю, твердістю і динамічними характеристиками; AlSi7Mg0 поєднує в собі алюміній, кремній і невелику кількість магнію для створення дуже міцного й легкого матеріалу, придатного для дрібних предметів і складної геометрії.