Vantagens de aplicação de materiais de liga de alumínio no processo SLM
A liga de alumínio é uma importante categoria de material no campo da fabricação aditiva de metal. Suas características de leveza e alta resistência fazem com que ele tenha amplas perspectivas de aplicação nas áreas aeroespacial, fabricação de automóveis e equipamentos industriais. O processo SLM (Selective Laser Melting) pode realizar a fabricação direta de peças estruturais complexas de liga de alumínio, rompendo as limitações do processo de fundição e usinagem tradicionais. A densidade da liga de alumínio é cerca de um terço da do aço, mas a resistência específica é comparável à do aço de médio carbono, o que o torna o material preferido para projetos leves. No processo SLM, os tipos de liga de alumínio comumente usados incluem AlSi10Mg, Al6061, Al7075, etc.
Requisitos característicos e controle de qualidade do pó de liga de alumínio
O processo SLM possui requisitos rigorosos quanto à qualidade do pó de liga de alumínio. A distribuição do tamanho das partículas deve ser controlada na faixa de 20-63μm, e o valor D50 é ideal em 35-45μm. A esfericidade do pó deve ser superior a 90% para garantir boa fluidez e uniformidade de espalhamento do pó. O teor de oxigênio no pó deve ser controlado abaixo de 0,1%. O teor excessivo de oxigênio causará a formação de inclusões oxidadas na poça fundida e reduzirá as propriedades mecânicas das peças. O número de vezes que o pó é reciclado também precisa ser controlado, sendo recomendado não ultrapassar 5 vezes.
O mecanismo de influência dos parâmetros do laser no comportamento de fusão
A potência do laser, a velocidade de varredura e o espaçamento de varredura são os principais parâmetros que afetam a qualidade de fusão da liga de alumínio SLM. A potência do laser é geralmente definida na faixa de 200-400W. Se a potência for muito alta, a poça de fusão será muito profunda e a zona afetada pelo calor se expandirá. Se a potência for muito baixa, poderão ocorrer defeitos de não fusão. Recomenda-se ajustar a velocidade de digitalização na faixa de 600-1200 mm/s. Se a velocidade for muito rápida, o canal de fusão será descontínuo. O passo de varredura é geralmente de 80-120μm. A densidade de energia volumétrica é um indicador para avaliação abrangente dos parâmetros do laser, e a faixa recomendada é de 30-60J/mm³.
Estratégia de controle de densidade e prevenção de defeitos
A meta de densidade das peças SLM de liga de alumínio é superior a 99%, o que é a base para garantir que as propriedades mecânicas atendam aos padrões. Densidade insuficiente geralmente é causada por parâmetros de processo inadequados, baixa qualidade do pó ou problemas ambientais de impressão. Os tipos de defeitos comuns incluem porosidade, falta de fusão, rachaduras e distorção térmica. Os defeitos de porosidade são divididos em duas categorias: poros de processo e poros de material. Os poros do processo podem ser reduzidos otimizando os parâmetros do laser. Os defeitos não fundidos ocorrem principalmente entre camadas ou entre canais de fusão, o que pode ser melhorado aumentando a potência do laser e reduzindo a velocidade de varredura.
Pós-processamento e otimização de desempenho de peças SLM de liga de alumínio
Após a impressão, as peças SLM de liga de alumínio precisam passar por uma série de processos de pós-processamento para atender aos requisitos finais de desempenho. O primeiro é o tratamento de prensagem isostática a quente (HIP), que elimina poros internos e microfissuras em um ambiente de alta temperatura e alta pressão, o que pode melhorar o desempenho à fadiga em 30-50%. A segunda etapa é o tratamento térmico de envelhecimento em solução sólida, e o sistema de tratamento térmico apropriado é selecionado de acordo com o tipo do material. Em termos de tratamento de superfície, o shot peening pode ser usado para melhorar o estado de tensão residual da superfície.
Submeta um modelo, desenho, imagem ou notas por escrito. Os engenheiros analisarão o material, processo, acabamento e entrega com base na utilização real.