El aluminio es uno de los metales más utilizados en la producción industrial, especialmente en la fabricación de aditivos. Es una aleación de metal ligera y de alta resistencia con una combinación ideal de propiedades mecánicas y térmicas. Las empresas dedicadas al desarrollo de materiales, especialmente para la fabricación de aditivos, proporcionan varias aleaciones de aluminio para la impresión de metal 3D.
Para comprender mejor las características de este metal y sus ventajas para los componentes de impresión 3D, TCT editor le llevará a explorar en profundidad en este artículo.
El aluminio (al) tiene un número atómico de 13 y es un elemento químico que se puede encontrar en todas partes de la corteza terrestre. Es un metal no ferromagnético que no puede magnetizarse por un campo magnético. Muchas aleaciones de aluminio que pueden usarse para la fabricación de aditivos están compuestas por una combinación de elementos metálicos y metaloides, incluyendo aluminio, silicio, magnesio o cobre. Las aleaciones de aluminio más populares incluyen:
AlSi7Mg - aleaciones de aluminio y magnesio que contienen silicio (7%)
AlSi10Mg - aleación de silicio que contiene aluminio (10%) y aleación de magnesio
AlSi12- aleación de aluminio que contiene silicio (12%)
AlSi9Cu3- aluminio que contiene aleación de silicio (9%) y cobre (3%)
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El aluminio no es solo un metal ligero de punto de fusión bajo, sino también un conductor eléctrico y térmico muy bueno. El uso industrial del aluminio lo convierte en uno de los materiales más importantes en términos de cantidad y uso. ¿Cómo se aplica este metal en la fabricación de aditivos?
Existen muchos métodos diferentes para fabricar 3D componentes impresos utilizando aleación de aluminio. Una de las técnicas más comunes en la fabricación de aditivos metálicos es la fusión de lecho de polvo láser (LPBF), que utiliza láser para fundir la capa de metal puesta en el lecho de polvo punto a punto. Lo mismo se aplica a la tecnología de fusión de haces de electrones (EBM), pero la diferencia es que su fuente de energía es un haz de electrones en lugar de un láser.
Además de estos dos métodos, existen otros métodos de fabricación de metales que también pueden utilizar aluminio para la impresión, como la pulverización de adhesivo, la fusión de metales fríos (CMF) y la fabricación de aditivos para el arco de alambre (WAAM). Además, también encontramos que aunque la tecnología FDM tiene aplicaciones relativamente bajas para el aluminio, utiliza principalmente alambre de plástico. Sin embargo, algunas empresas han desarrollado soluciones compatibles con esta tecnología para fabricar piezas más resistentes al desgaste.
En comparación con otros metales, los componentes de impresión de aluminio 3D tienen muchas ventajas y desventajas. Entre ellos, el aluminio es un material de alto rendimiento con interesantes propiedades mecánicas y químicas. Además de ser capaz de fabricar estructuras geométricas complejas, también tiene una alta relación resistencia a peso y resistencia al clima. Sin embargo, los componentes impresos de aluminio 3D no son tan rígidos como los componentes de acero. Y a diferencia del titanio, el aluminio no es un metal biocompatible, por lo que no es una opción ideal para su uso en el campo médico.
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Independientemente del proceso utilizado, los componentes impresos de aleación de aluminio 3D pueden proporcionar características interesantes para muchas industrias. Además de tener buena resistencia química y peso ligero, la aleación de aluminio es también uno de los metales con la mejor relación resistencia/peso entre todos los metales. Con el desarrollo continuo y profundo de los campos industriales, la demanda de propiedades materiales en diversas industrias como la industria aeroespacial y la fabricación de automóviles también está aumentando rápidamente.
En la industria automotriz, utiliza 3D pistones de aluminio impresos para su modelo insignia GT2 RS. El uso de la tecnología de fabricación de aditivos metálicos permite a la empresa obtener hasta 30 caballos de fuerza de un motor turboalimentado doble de 700 caballos de fuerza, a la vez que mejora la eficiencia y el rendimiento del coche. Mientras tanto, Mercedes Benz está imprimiendo piezas de aluminio de repuesto para sus líneas de producción de camiones y automóviles para garantizar una mayor seguridad vial.
En 2021, Ford anunció planes para imprimir 3D 200000 piezas de aleación de aluminio anualmente. En ese momento, Ford estaba desarrollando componentes que se utilizarían para la producción completa de los "modelos muy populares" de Ford. Los detalles de las 3D piezas impresas que se producirán en masa no se revelaron, pero se puede confirmar que se fabricarán utilizando la tecnología de impresión adhesivo spray 3D.
El polvo de metal usado por Ford para la inyección de aglutinante y sinterizado es aluminio 6061. Este desarrollo es el resultado de una colaboración entre ingenieros de Ford y científicos de materiales, así como ExOne, un proveedor de tecnología de pulverización de adhesivos. La importancia de aplicar con éxito aluminio a la producción de impresión de 3D de piezas de automoción es significativa: La transición de los procesos de fabricación tradicionales a los procesos de impresión de 3D simplificará el diseño para reducir el peso, ahorrar espacio, mejorar el rendimiento de las piezas y ahorrar costes y tiempo.
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La industria aeroespacial tampoco está dispuesta a quedarse atrás en su negocio al adoptar la tecnología de impresión de aluminio 3D. Por ejemplo, el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA realizó pruebas térmicas en una boquilla impresa 3D, que fue desarrollada en colaboración con una empresa de reciente creación, Elementum 3D, utilizando una nueva aleación de aluminio 6061-RAM2 desarrollada por Elementum 3D y capaz de soportar enormes gradientes de temperatura. Este tipo de boquilla es más ligera que las boquillas tradicionales, poniendo la base para un vuelo espacial profundo que puede llevar más carga útil.
Según TCT, el equipo de investigación dirigido por Wu Xinhua, el fundador de Beifeng Technology (2024 TCT stand número: 7F50) y académico de la Academia Australiana de Ingeniería, ha desarrollado con éxito un material de aleación de aluminio específico para impresión de alta temperatura y alta resistencia 3D con la Marca GA570, que ha recibido inmediatamente gran elogio y atención de muchos gigantes de la aviación, incluyendo General Motors, Boeing, Thor, Safran, y otros. La resistencia de GA570 materiales ha alcanzado el nivel más alto entre los materiales de aleación de aluminio disponibles actualmente para la impresión 3D, con una resistencia estable a la tracción de más de 570MPa y una tasa de elongación de más de 12%. Los componentes de aviación preparados han superado la prueba de estabilidad a una temperatura alta de 250 ºC durante 5000 horas, lo que equivale a la exigencia de 25 años de servicio de motores convencionales.
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Hoy en día, muchas empresas están comprometidas con el desarrollo de polvo de aluminio. Incluyendo nuevos materiales Zhongti (2024 TCT stand número: 8E62) y la Universidad de Ingeniería de Anhui desarrollando conjuntamente materiales de la serie de aleaciones de aluminio al CE de bajo costo y alta resistencia, mejorando la resistencia y plasticidad de las aleaciones, Y ampliar sus aplicaciones en el sector aeroespacial, automotriz y otros campos, proporcionando una nueva base teórica y orientación práctica para la aplicación innovadora de materiales ligeros, y promoviendo la innovación tecnológica en el campo de la impresión de metal 3D.
Y cabe destacar que el fabricante de equipos de impresión EOS 3D (2024 TCT stand número: 8E30) lanzó oficialmente este año el material de aleación de aluminio anodizado de alta resistencia Aluminium Al5X1 para la impresión industrial 3D, y comenzó a suministrarlo en noviembre. En comparación con otras aleaciones de aluminio con características similares de resistencia y alargamiento, esta aleación de aluminio tiene un coste más competitivo. EOS Aluminium Al5X1 tiene un rendimiento y unas propiedades de material excelentes, combinando alta resistencia y alargamiento.
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Aluminio EOS Al5X1
Con la continua investigación y desarrollo de la tecnología de materiales, los materiales de alto rendimiento están constantemente iterando en el desarrollo de la tecnología aeroespacial. La aparición de nuevos materiales está impulsando constantemente la tecnología de materiales tradicionales. Los materiales de aluminio se enfrentan a grandes retos en cuanto a rendimiento y especificaciones, lo que requiere que los materiales de aleación de aluminio sean más resistentes, ligeros, más fiables y tengan una vida útil más larga. Deben tener un rendimiento de servicio en entornos extremos, alta resistencia, tenacidad, resistencia a la corrosión, resistencia a la fatiga, y baja tensión residual después de procesar como materiales de alto rendimiento de gran especificación. TCT también cree que las perspectivas de desarrollo de la impresión de aleaciones de aluminio en 3D son prometedoras, especialmente en los campos de la industria y la industria aeroespacial.
Proveedor Auditado 
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