Avantages d'application des matériaux en alliage d'aluminium dans le processus SLM
L'alliage d'aluminium est une catégorie de matériaux importante dans le domaine de la fabrication additive métallique. Ses caractéristiques de légèreté et de haute résistance lui confèrent de larges perspectives d'application dans les domaines de l'aérospatiale, de la construction automobile et des équipements industriels. Le procédé SLM (Selective Laser Melting) peut réaliser la fabrication directe de pièces structurelles complexes en alliage d'aluminium, dépassant ainsi les limites du processus de moulage et d'usinage traditionnels. La densité de l'alliage d'aluminium est environ un tiers de celle de l'acier, mais sa résistance spécifique est comparable à celle de l'acier à teneur moyenne en carbone, ce qui en fait le matériau de choix pour une conception légère. Dans le processus SLM, les qualités d'alliage d'aluminium couramment utilisées incluent AlSi10Mg, Al6061, Al7075, etc.
Exigences caractéristiques et contrôle qualité de la poudre d'alliage d'aluminium
Le processus SLM a des exigences strictes concernant la qualité de la poudre d'alliage d'aluminium. La distribution granulométrique doit être contrôlée dans la plage de 20 à 63 μm et la valeur D50 est optimale entre 35 et 45 μm. La sphéricité de la poudre doit être supérieure à 90 % pour garantir une bonne fluidité et une uniformité d’épandage de la poudre. La teneur en oxygène de la poudre doit être contrôlée en dessous de 0,1 %. Une teneur excessive en oxygène provoquera la formation d'inclusions oxydées dans le bain de fusion et réduira les propriétés mécaniques des pièces. Le nombre de fois où la poudre est recyclée doit également être contrôlé et il est recommandé de ne pas dépasser 5 fois.
Le mécanisme d'influence des paramètres laser sur le comportement de fusion
La puissance du laser, la vitesse de balayage et l'espacement de balayage sont les paramètres fondamentaux qui affectent la qualité de fusion de l'alliage d'aluminium SLM. La puissance du laser est généralement comprise entre 200 et 400 W. Si la puissance est trop élevée, le bassin de fusion sera trop profond et la zone affectée par la chaleur s’étendra. Si la puissance est trop faible, des défauts de non-fusion peuvent survenir. Il est recommandé d'ajuster la vitesse de numérisation dans la plage de 600 à 1 200 mm/s. Si la vitesse est trop rapide, le canal de fusion sera discontinu. Le pas de balayage est généralement de 80 à 120 μm. La densité d'énergie volumétrique est un indicateur pour une évaluation complète des paramètres du laser, et la plage recommandée est de 30 à 60 J/mm³.
Contrôle de la densité et stratégie de prévention des défauts
L'objectif de densité des pièces SLM en alliage d'aluminium est supérieur à 99 %, ce qui constitue la base pour garantir que les propriétés mécaniques répondent aux normes. Une densité insuffisante est souvent causée par des paramètres de processus inappropriés, une mauvaise qualité de poudre ou des problèmes d'environnement d'impression. Les types de défauts courants incluent la porosité, le manque de fusion, les fissures et la distorsion thermique. Les défauts de porosité sont divisés en deux catégories : les pores du procédé et les pores du matériau. Les pores du processus peuvent être réduits en optimisant les paramètres du laser. Les défauts non fusionnés se produisent principalement entre les couches ou entre les canaux de fusion, ce qui peut être amélioré en augmentant la puissance du laser et en réduisant la vitesse de balayage.
Post-traitement et optimisation des performances des pièces SLM en alliage d'aluminium
Après l'impression, les pièces SLM en alliage d'aluminium doivent passer par une série de processus de post-traitement pour répondre aux exigences de performances finales. Le premier est le traitement de pressage isostatique à chaud (HIP), qui élimine les pores internes et les microfissures dans un environnement à haute température et haute pression, ce qui peut améliorer les performances en fatigue de 30 à 50 %. La deuxième étape est le traitement thermique de vieillissement en solution solide, et le système de traitement thermique approprié est sélectionné en fonction de la qualité du matériau. En termes de traitement de surface, le grenaillage peut être utilisé pour améliorer l’état de contrainte résiduelle de la surface.
Soumettez un modèle, un dessin, une image ou des notes écrites. Les ingénieurs examineront le matériau, le processus, les finitions et la livraison en fonction de l'utilisation réelle.