Gambaran umum tentang Paduan Aluminium 7050 Bubuk
Aluminium 7050 adalah paduan aluminium berkekuatan tinggi yang biasa digunakan dalam aplikasi ruang angkasa. Detail utama tentang bubuk paduan aluminium 7050:
- Mengandung seng, magnesium, tembaga sebagai elemen paduan utama.
- Menunjukkan rasio kekuatan-terhadap-berat yang sangat baik dan ketahanan terhadap korosi.
- Digunakan untuk bagian struktural penting, roda pendaratan, komponen badan pesawat di ruang angkasa.
- Tersedia dalam bentuk bubuk untuk proses manufaktur aditif seperti peleburan laser selektif (SLM) dan peleburan berkas elektron (EBM).
- Metode produksi serbuk meliputi atomisasi gas, atomisasi plasma, dan cryomilling.
- Karakteristik serbuk seperti distribusi ukuran partikel dan morfologi dioptimalkan untuk AM.
Aplikasi Khas Komponen Aluminium 7050
| Kategori | Aplikasi |
|---|---|
| Dirgantara | Komponen badan pesawat struktural, roda pendaratan, roket |
| Otomotif | Roda, lengan kendali, bagian drivetrain |
| Industri | Robotika, jig dan perlengkapan perkakas, instrumentasi |
| Kelautan | Baling-baling, poros penggerak, pompa, katup |
Kekuatan ringan 7050 membuatnya cocok untuk komponen struktural berkinerja tinggi di seluruh industri.
Spesifikasi Serbuk Aluminium 7050
| Parameter | Nilai Khas | Peran |
|---|---|---|
| Ukuran partikel | 20-63 μm | Mempengaruhi kepadatan dan aliran kemasan |
| Morfologi | Bulat | Memperbaiki aliran serbuk dalam mesin AM |
| Komposisi paduan | Zn - 6%, Mg - 2%, Cu - 2,3% | Menentukan properti |
| Kepadatan yang tampak | 1,7-2,0 g/cc | Berdampak pada kepadatan bagian akhir |
| Laju aliran aula | <30 s/50g | Aliran cepat memastikan lapisan yang seragam |
| Kadar air | <0.1% | Meminimalkan oksidasi bubuk |
Mempertahankan karakteristik serbuk yang konsisten sangat penting untuk pemrosesan AM berkualitas tinggi.
Peralatan untuk Produksi dan Penanganan Bubuk Aluminium
| Peralatan | Deskripsi |
|---|---|
| Alat penyemprot | Mengubah paduan cair menjadi serbuk halus menggunakan energi gas atau plasma |
| Mills | Penggilingan mekanis mengurangi ukuran dan morfologi partikel bubuk |
| Saringan | Mengklasifikasikan bubuk ke dalam rentang ukuran sempit yang sesuai untuk AM |
| Pencampur | Menghomogenkan bubuk campuran secara merata |
| Hopper | Menyimpan dan memasok bubuk ke printer |
| Pendaur ulang | Menghilangkan kontaminasi dari bubuk yang digunakan kembali dan meningkatkan aliran |
Peralatan penanganan bubuk khusus yang diperlukan untuk mencegah oksidasi dan kontaminasi.
Pemasok dari 7050 Bubuk Aluminium
| Pemasok | Detail | Harga |
|---|---|---|
| Pemasok 1 | Berbagai macam paduan aluminium. | $80-100/kg |
| Pemasok 2 | Pengembangan paduan khusus. | $100-150/kg |
| Pemasok 3 | Kelas medis/ruang angkasa dengan kemurnian tinggi. | $150-300/kg |
Harga tergantung pada kemurnian, distribusi, ukuran lot, kualitas, dan parameter lainnya. Batch R&D kecil biasanya lebih mahal.
Bagaimana Memilih Pemasok Bubuk Aluminium 7050
Faktor-faktor utama saat memilih pemasok bubuk aluminium 7050:
- Pengalaman - Carilah pemasok yang sudah mapan dengan pengalaman teknis yang luas dengan bubuk paduan aluminium. Hal ini menghasilkan kualitas dan konsistensi yang lebih tinggi.
- Kemampuan produksi - Pemasok harus dapat menghasilkan batch yang konsisten yang memenuhi distribusi ukuran, morfologi, kemurnian, dll. yang ditentukan.
- Sistem kualitas - Sertifikasi ISO 9001 atau AS9100 menunjukkan kontrol dan jaminan kualitas yang dapat diandalkan.
- Keahlian teknis - Produksi bubuk membutuhkan pengetahuan metalurgi dan ilmu material yang signifikan. Pastikan pemasok memiliki hal ini.
- Kemampuan pengujian - Pemasok harus menguji semua lot bubuk secara menyeluruh dan memberikan data sertifikasi yang terperinci.
- Daya tanggap - Mereka harus merespons dengan cepat terhadap pertanyaan, permintaan penawaran, sampel, dll.
- Dukungan pelanggan - Pilih pemasok yang memberikan saran teknis dan dukungan aplikasi yang baik.
Pilih pemasok yang memahami kebutuhan industri AM dan persyaratan aplikasi spesifik Anda.
Cara Mengoptimalkan Serbuk 7050 untuk Pemrosesan AM
Ikuti panduan ini saat menyiapkan bubuk aluminium 7050 untuk pembuatan aditif:
- Mulailah dengan bubuk atomisasi gas dengan kemurnian tinggi dengan distribusi ukuran partikel yang terkendali (misalnya 20-45 μm).
- Gunakan morfologi bubuk bulat untuk kepadatan dan penyebaran kemasan yang optimal. Hindari partikel satelit.
- Simpan bubuk dengan benar di tempat yang tertutup rapat dan tidak lembab untuk mencegah oksidasi. Pengeringan dengan pengering mungkin diperlukan.
- Mengkarakterisasi lot serbuk baru secara konsisten - komposisi, distribusi ukuran, morfologi, laju alir, kandungan oksida.
- Padukan semua elemen paduan secara homogen untuk mencegah gradien komposisi pada bagian yang dicetak.
- Untuk SLM, gunakan ketebalan lapisan minimum yang setara dengan 8-12x ukuran partikel bubuk.
- Sesuaikan daya laser untuk mencapai peleburan dan kepadatan penuh tanpa penguapan yang berlebihan.
- Minimalkan kontak antara bubuk dan oksigen/kelembaban selama pencetakan untuk mengurangi oksidasi.
- Pertimbangkan untuk mengklasifikasikan dan menyaring bubuk daur ulang untuk menyegarkan distribusi ukuran dan kemampuan mengalir.
Bekerja sama dengan pemasok bubuk dan mesin AM Anda untuk mengidentifikasi karakteristik bubuk yang ideal dan parameter pencetakan.
Prinsip Desain untuk Komponen AM dalam Aluminium 7050
Saat mendesain komponen aluminium 7050 untuk manufaktur aditif, pertimbangkan panduan ini:
- Gunakan ketebalan dinding minimum 1-2 mm untuk memastikan kekuatan yang memadai. Dinding yang lebih tipis berisiko retak.
- Desain dengan transisi sudut, bukan sudut tajam untuk mengurangi konsentrator tegangan.
- Hindari overhang yang melebihi 45° untuk menghilangkan kebutuhan akan penyangga ekstra.
- Posisikan orientasi komponen untuk meminimalkan kebutuhan penyangga dan hindari tabrakan dengan bilah recoater.
- Mempertanggungjawabkan kekuatan 20-50% yang lebih rendah secara horizontal vs vertikal karena anisotropi dari konstruksi berbasis lapisan.
- Memungkinkan pemindahan material stok 0,3-0,5 mm pasca-pemesinan untuk meningkatkan hasil akhir permukaan.
- Gabungkan sub-rakitan menjadi satu bagian cetak jika memungkinkan untuk mengurangi berat dan meminimalkan pengencang.
- Sertakan lubang ventilasi pada volume tertutup untuk mencegah penumpukan tekanan selama pemrosesan.
Validasi desain menggunakan simulasi analisis elemen hingga dan uji coba pembuatan AM yang sebenarnya.
Suku Cadang Aluminium 7050 AM Pasca-Pemrosesan
Teknik pasca-pemrosesan yang umum digunakan untuk komponen aluminium 7050 yang dicetak meliputi:
- Mendukung penghapusan melalui alat tangan atau pelarutan dalam larutan kaustik.
- Perlakuan panas penghilang stres pada suhu 300°C selama 2 jam. Mencegah keretakan.
- Pemesinan - Penggilingan dan pembubutan CNC untuk meningkatkan presisi dimensi dan hasil akhir permukaan. Gunakan penyetelan yang kaku dan alat yang tajam.
- Peledakan atau penggerindaan abrasif mengurangi kekasaran permukaan. Harus mengontrol media untuk mencegah penyematan.
- Finishing getaran menghaluskan permukaan dan menghilangkan partikel yang melekat.
- Anodisasi meningkatkan kekerasan dan ketahanan terhadap korosi.
- Pelapisan logam meningkatkan ketahanan aus atau konduktivitas.
- Proses penggabungan seperti mengencangkan atau memukau untuk merakit komponen. Perekat juga memungkinkan.
Gunakan operator yang berkualifikasi dan memahami paduan aluminium selama semua langkah pasca-pemrosesan.
Mengintegrasikan Komponen 7050 yang Dicetak ke dalam Rakitan
Untuk berhasil mengintegrasikan komponen aluminium 7050 cetak 3D ke dalam rakitan dan produk penggunaan akhir:
- Bersihkan permukaan secara menyeluruh dari sisa serbuk, lapisan oksidasi, atau kontaminan lainnya. Gunakan penghilang debu kimiawi atau termal jika diperlukan.
- Terapkan lapisan pelindung sesuai kebutuhan - anodisasi, pengecatan, pelapisan bubuk yang sesuai. Meningkatkan daya tahan.
- Mempertimbangkan keuletan yang lebih rendah dibandingkan dengan aluminium cor atau tempa saat mendesain antarmuka dan sambungan.
- Memungkinkan adanya perbedaan ekspansi termal ketika mengawinkan komponen AM dengan bagian dari bahan lain.
- Pilih teknik penyambungan yang optimal - perekat, pengencang, mematri, dan pengelasan semuanya dapat digunakan tergantung pada beban.
- Perlakuan panas selama integrasi mungkin diperlukan - misalnya, struktur pendukung AlSi10Mg yang menghilangkan stres.
- Validasi fungsionalitas perakitan dalam kondisi penggunaan yang diharapkan melalui pembuatan prototipe dan pengujian.
Bekerja secara kolaboratif dengan teknisi manufaktur selama proses integrasi untuk memastikan persyaratan kinerja terpenuhi.
Mengoperasikan dan Memelihara Komponen Aluminium 7050 yang Dicetak
Untuk mencapai performa terbaik dari komponen aluminium 7050 yang diproduksi secara aditif saat digunakan:
- Operasikan dalam batas suhu tinggi yang direkomendasikan berdasarkan spesifikasi paduan. Paparan yang terlalu lama di atas 120°C mempercepat pengerasan presipitasi.
- Hindari beban berlebihan yang mengakibatkan kegagalan luluh, deformasi, atau kelelahan. Komponen AM memiliki keuletan yang lebih rendah.
- Gunakan pelapis anodized atau cat pelindung di lingkungan yang korosif. 7050 rentan terhadap korosi tanpa perlindungan.
- Periksa dimensi dan parameter penting secara berkala untuk memeriksa keausan, retakan, atau distorsi yang mengindikasikan adanya masalah.
- Bongkar mekanisme dan oleskan pelumas/oli baru jika diperlukan - cegah terjadinya pengikisan seiring waktu.
- Ganti komponen apa pun yang mendekati masa pakai yang diharapkan sebagai tindakan pencegahan.
- Pantau secara manual atau melalui pengujian nondestruktif untuk mengetahui adanya kerusakan seperti retakan selama interval perawatan rutin.
Kembangkan rencana dan jadwal pemeliharaan suku cadang yang terperinci bersama dengan teknisi desain dan pengujian untuk memastikan kinerja dalam layanan.
Pro dan Kontra Aluminium 7050 AM vs Metode Tradisional
Keuntungan manufaktur aditif dengan bubuk aluminium 7050:
- Geometri yang rumit dan kisi-kisi yang ringan dapat dibuat.
- Tidak ada investasi perkakas yang diperlukan untuk volume produksi kecil hingga menengah.
- Pembuatan prototipe cepat untuk desain baru dan suku cadang khusus sesuai permintaan.
- Mengurangi limbah - gunakan hanya jumlah bahan yang diperlukan.
- Kemampuan untuk mengkonsolidasikan sub-rakitan menjadi bagian cetak tunggal.
- Jadwal pengembangan yang lebih pendek dibandingkan metode manufaktur tradisional.
Keterbatasan yang perlu dipertimbangkan:
- Biaya per bagian yang lebih tinggi untuk volume produksi kecil, meskipun efek skala AM dapat menguntungkan.
- Batasan ukuran komponen maksimum berdasarkan volume pembuatan printer.
- Pemrosesan pasca-pemrosesan tambahan sering kali diperlukan untuk mencapai sifat dan toleransi material akhir.
- Sifat anisotropik akibat pencetakan lapis demi lapis.
- Pembatasan rantai pasokan untuk bahan bubuk tingkat kedirgantaraan.
- Keuletan dan umur kelelahan yang lebih rendah daripada aluminium tempa 7050.
Mengevaluasi pro/kontra relatif terhadap volume produksi, target biaya, kebutuhan kualitas, dan persyaratan aplikasi tertentu.
PERTANYAAN YANG SERING DIAJUKAN
T: Berapa kisaran ukuran partikel yang direkomendasikan untuk serbuk aluminium AM 7050?
J: Biasanya 20-45 mikron, dengan distribusi yang dikontrol ketat. Terlalu halus menyebabkan masalah penanganan, sedangkan terlalu besar berdampak negatif pada densitas.
T: Untuk aplikasi apa saja komponen AM aluminium 7050 digunakan?
J: Terutama komponen struktural dalam kedirgantaraan, otomotif, dan mesin berkinerja tinggi yang memerlukan rasio kekuatan-terhadap-berat yang tinggi.
T: Apakah bubuk aluminium 7050 memerlukan tindakan pencegahan penyimpanan khusus?
J: Ya, bubuk 7050 sangat rentan terhadap oksidasi. Ini harus disimpan dalam kantong tertutup vakum dengan kemasan pengering dan paparan udara minimal.
T: Metode pasca-pemrosesan apa yang biasa digunakan pada komponen 7050 AM?
J: Pemindahan penyangga, penghilang stres, pemesinan, peledakan, anodisasi, dan pelapisan. Terapkan langkah apa pun yang diperlukan untuk integrasi seperti pengikatan.
T: Apakah perlakuan panas diperlukan untuk suku cadang 7050 AM?
J: Ya, 7050 biasanya dihilangkan stresnya pada suhu 300°C selama 2 jam setelah pencetakan untuk mencegah keretakan akibat tekanan internal.
T: Kepadatan apa yang dapat dicapai dengan komponen AM aluminium 7050 yang diproses secara optimal?
J: Densitas di atas 99% dapat dicapai dengan kontrol yang cermat atas kualitas bubuk dan pemanggilan dalam parameter SLM/EBM yang ideal.
T: Dapatkah Anda mengelas komponen aluminium 7050 AM?
J: Ya, pengelasan friction stir welding direkomendasikan untuk komponen aluminium AM jika diperlukan. Pengelasan fusi konvensional mengubah sifat material lokal.
T: Tindakan pencegahan keselamatan apa yang diperlukan saat menangani bubuk aluminium?
J: Gunakan peralatan pelindung untuk mencegah penghirupan atau kontak dengan kulit. Kendalikan tingkat debu untuk menghindari bahaya pembakaran karena aluminium mudah terbakar.