Estado de desarrollo de la impresión 3D de metal con materiales en polvo de aleación de aluminio

El desarrollo de material metálico.

Los materiales de aleación de aluminio se caracterizan por su ligereza y facilidad de procesamiento, y tienen amplias perspectivas en el campo de la fabricación ligera. Sin embargo, también tienen características como alta conductividad térmica, fácil oxidación y alta reflectividad láser, que no se pueden aplicar a todas las fuentes de calor en la impresión 3D de metal.

Para la impresión 3D láser, el polvo de aleación de la serie Al-Si tiene una mejor adaptabilidad que la serie Al-Cu y la serie Al-Zn-Mg-Cu debido a su buena fluidez y excelentes propiedades de fundición y soldadura. Puede soportar la gran tensión interna generada durante el rápido proceso de calentamiento y enfriamiento de la impresión 3D de metal utilizando láser como fuente de calor. Si la serie Al-Cu y la serie Al-Zn-Mg-Cu no se modifican agregando otros elementos, sufrirán agrietamiento térmico y no se podrán usar en la impresión 3D de metal usando láser como fuente de calor.

El material utilizado en la tecnología de impresión 3D de arco es el alambre, y la serie Al-Cu y la serie Al-Zn-Mg-Cu son menos susceptibles a la tensión interna cuando se utilizan en la impresión 3D telefónica en comparación con la impresión 3D láser. También tienen una mejor formabilidad. Sin embargo, las aleaciones de la serie Al-Si son difíciles de preparar como alambres debido a su dureza, lo que dificulta su procesamiento a través de la impresión 3D por arco.

Actualmente, la tecnología de impresión 3D más utilizada utiliza el láser como fuente de calor, por lo que los materiales a base de aluminio utilizados en la impresión 3D de metal son principalmente de la serie Al-Si.

La dirección de desarrollo de materiales de aleación de aluminio en el campo de la impresión 3D de metal.

Basado en la dirección de desarrollo de la tecnología de impresión 3D de metal, la principal dirección de desarrollo de las aleaciones de aluminio utilizadas para la impresión 3D son las aleaciones de aluminio de alta resistencia que pueden adaptarse a la tecnología de fabricación aditiva por láser. Actualmente, han aparecido en el extranjero muchos materiales de aleación de aluminio específicamente para la impresión 3D de metal. Estos materiales generalmente se preparan agregando elementos como Sc, Zr y Ti, que permiten que los materiales de aleación de aluminio formen partículas de Sc, Zr y Ti durante el rápido proceso de calentamiento y enfriamiento, evitando el agrietamiento térmico de la estructura.

Además, mejorar la tasa de utilización de los materiales de alambre de aleación de aluminio aplicables a la impresión 3D de arco y reducir sus costos de preparación también es una dirección de investigación que se está aplicando gradualmente.

En la actualidad, las piezas de aleación de aluminio impresas en 3D se han utilizado ampliamente en el campo aeroespacial, principalmente para piezas ligeras y complejas, como recipientes a presión, colectores, soportes, intercambiadores de calor, etc.

Se cree que con el desarrollo continuo de nuevos materiales de aleación de aluminio y la mejora continua de la tecnología de impresión 3D de metal, las aleaciones de aluminio tendrán un gran potencial en el campo de la fabricación ligera.