Proses Pencetakan SLM bagi Aloi Aluminium AlSi10Mg: Kaedah Merealisasikan Komponen Ringan melalui Penyejukan Pantas

1. Ciri-ciri bahan dan nilai aplikasi aloi aluminium AlSi10Mg

AlSi10Mg ialah aloi aluminium tuang dalam sistem aluminium-silikon-magnesium, yang mempunyai kebolehtuangan dan kebolehkimpalan yang baik. Kelebihan pencetakan SLM: ketumpatan rendah 2.67 g per sentimeter padu, nisbah kekuatan terhadap berat yang tinggi, kekonduksian terma yang baik 130-150 W per meter-Kelvin, dan struktur pembekuan pantas. Sifat mekanikal: keadaan cetakan SLM dengan kekuatan tegangan 380-450 MPa, kekuatan alah 230-280 MPa, pemanjangan 5-12%; selepas rawatan haba, kekuatan tegangan boleh meningkat kepada 450-500 MPa. Bidang aplikasi: komponen ringan automotif, komponen struktur aeroangkasa, dan komponen pelesapan haba elektronik.

2. Parameter proses SLM dan konfigurasi peralatan

Keperluan konfigurasi peralatan: kuasa laser ≥300 W, suhu substrat 150-200°C, gas pelindung argon ketulenan tinggi. Parameter proses yang disyorkan: kuasa laser 300-350 W, kelajuan imbasan 1000-1500 mm sesaat, jarak imbasan 80-100 mikrometer, ketebalan lapisan 30-40 mikrometer, dengan ketumpatan tenaga bersamaan 50-70 J per milimeter padu. Strategi imbasan: imbasan corak papan dam, imbasan pulau kecil, dan putaran antara lapisan sebanyak 67 darjah.

3. Ciri-ciri mikrostruktur dan proses rawatan haba

Ciri mikrostruktur AlSi10Mg yang dicetak SLM: fasa silikon ultrahalus, struktur eutektik seperti sarang lebah, dan kehelan berketumpatan tinggi. Berbanding struktur tuangan: mikrostruktur SLM adalah lebih halus dan seragam, dengan sifat mekanikal yang lebih tinggi. Proses rawatan haba: rawatan T5 (penuaan buatan pada 160-180°C selama 5-6 jam), rawatan T6 (rawatan larutan pada 530-540°C diikuti penuaan buatan). Pasca pemprosesan: pemesinan, peletupan tembakan, penganodan.

4. Reka bentuk dan pembuatan struktur ringan

Kaedah reka bentuk ringan: pengoptimuman topologi, struktur kekisi, dan struktur dinding nipis dengan rusuk pengukuh. Poin utama reka bentuk: ketebalan dinding ≥0.8-1 mm, jarak antara rusuk pengukuh 10-20 mm, saiz unit kekisi 3-8 mm. Contoh kes: reka bentuk sebuah pendakap automotif, reka bentuk asal ialah komponen dimesin daripada aloi aluminium, dengan berat 850 g. Skim pengoptimuman topologi: berdasarkan laluan beban untuk mengoptimumkan taburan bahan, struktur pengisian kekisi dicetak SLM, berat dikurangkan kepada 380 g, iaitu pengurangan berat 55%.

5. Contoh aplikasi sebenar

Kes pertama: reka bentuk pendakap pemasangan aeroangkasa, penyelesaian SLM: reka bentuk pengoptimuman topologi dengan struktur pengisian kekisi, berat dikurangkan kepada 140 g, pengurangan berat 56%, dan kitaran pengeluaran dipendekkan kepada 3 hari. Kes kedua: reka bentuk radiator elektronik, penyelesaian SLM yang menggabungkan saluran aliran dalaman yang kompleks dengan struktur sirip luaran, kuasa pelesapan haba meningkat kepada 70 W, peningkatan 40%. Kawalan kualiti: pengurusan serbuk, pemantauan proses, dan pemeriksaan pasca pemprosesan. Piawaian kualiti: ketumpatan melebihi 99.5%, ketepatan dimensi ±0.1 mm, dan kekuatan tegangan ≥380 MPa.