Aluminum adalah salah satu logam yang paling umum digunakan dalam produksi industri, terutama pada proses produksi aditif. Logam ringan berkekuatan tinggi dengan kombinasi ideal antara sifat mekanis dan termal. Perusahaan yang terlibat dalam pengembangan material, terutama untuk produksi aditif, menyediakan beragam aloi aluminium untuk pencetakan 3D logam.
Untuk lebih memahami karakteristik logam ini dan manfaatnya bagi komponen pencetakan 3D, editor TCT akan membawa Anda untuk mengeksplorasi lebih mendalam dalam artikel ini.
Aluminium (Al) terdiri dari atom berjumlah 13 dan merupakan unsur kimia yang dapat ditemukan di mana-mana dalam kerak bumi. Logam ini merupakan logam non feromagnet yang tidak dapat magnetik oleh medan magnet. Banyak campuran aluminium yang dapat digunakan untuk manufaktur zat tambahan terdiri dari kombinasi elemen logam dan logam campuran, termasuk aluminium, silikon, magnesium, atau tembaga. Campuran aluminium yang paling populer meliputi:
AlSi7Mg - Aluminium dan aloi magnesium yang mengandung silikon (7%)
AlSi10Mg - Silikon mengandung campuran aluminium (10%) dan aloi magnesium
AlSi12- Campuran aluminium yang mengandung silikon (12%)
AlSi9Cu3- Aluminium yang mengandung campuran silikon (9%) dan tembaga (3%)
gambar
Aluminium bukan hanya logam ringan yang bertitik peleburan, tetapi juga konduktor listrik dan termal yang sangat baik. Penggunaan aluminium sebagai bahan yang paling penting dalam hal jumlah dan penggunaan. Lalu, bagaimana logam ini digunakan dalam produksi zat tambahan?
Ada banyak metode berbeda untuk membuat komponen cetak 3D menggunakan aloi aluminium. Salah satu teknik yang paling umum dalam produksi aditif logam adalah fusi tempat tidur laser powder (LPBF), yang menggunakan laser untuk melebur lapisan logam yang terdapat pada titik waktu butiran (per titik). Hal yang sama juga berlaku pada teknologi peleburan sinar elektron (EBM), tetapi perbedaannya adalah bahwa sumber energinya adalah sinar elektron, bukan laser.
Selain dua metode ini, ada juga metode produksi logam lain yang juga dapat menggunakan aluminium untuk pencetakan, seperti semprotan perekat, peleburan logam dingin (CMF), dan pembuatan aditif busur kawat (WAM). Selain itu, kami juga melihat meskipun teknologi FDM masih memiliki aplikasi yang relatif rendah untuk aluminium, namun menggunakan kabel plastik. Namun, beberapa perusahaan telah mengembangkan solusi yang kompatibel dengan teknologi ini untuk memproduksi komponen yang lebih tahan aus.
Dibandingkan logam lain, komponen pencetakan 3D aluminium memiliki banyak keunggulan dan keterbatasan. Aluminum adalah bahan berperforma tinggi dengan sifat mekanis dan kimia yang menarik. Selain dapat memproduksi struktur geometris yang kompleks, struktur ini juga memiliki kekuatan yang tinggi pada rasio bobot dan ketahanan cuaca. Namun, komponen cetakan 3D aluminium tidak semumip seperti komponen baja. Dan tidak seperti titanium, aluminium bukan logam yang kompatibel dengan bioskelilar, sehingga bukan pilihan ideal untuk digunakan di bidang medis.
gambar
Apa pun prosesnya, komponen tercetak dalam campuran aluminium dapat memberikan fitur menarik bagi banyak industri. Selain memiliki ketahanan kimia dan bobot ringan yang baik, aloi aluminium juga merupakan salah satu logam dengan rasio kekuatan dan bobot terbaik di antara semua logam. Dengan pengembangan bidang industri yang berkesinambungan dan mendalam, permintaan properti material di berbagai industri seperti dirgaerruang dan manufaktur otomotif juga meningkat pesat.
Dalam industri otomotif, menggunakan piston aluminium cetak 3D untuk model flagship GT2 RS. Penggunaan teknologi manufaktur zat tambahan logam memungkinkan perusahaan memperoleh daya hingga 30 horsepower dari engine 700 horsepower ganda dengan turbocharger, sekaligus meningkatkan efisiensi dan kinerja mobil. Sementara itu, Mercedes Benz adalah bagian pengganti dari aluminium untuk truk dan lini produksi mobilnya untuk menjamin keselamatan di jalan yang lebih tinggi.
Pada tahun 2021, Ford mengumumkan akan mencetak 200000 suku cadang campuran aluminium per tahun. Pada saat itu, Ford juga mengembangkan komponen yang akan digunakan untuk seluruh produksi sebagai "model yang sangat populer" di Ford. Detail komponen cetak 3D yang akan diproduksi secara massal tidak diungkapkan, tetapi dapat dipastikan bahwa komponen tersebut akan diproduksi menggunakan teknologi cetak 3D semprotan perekat.
Serbuk logam yang menantang digunakan Ford untuk injeksi binder dan stratengah adalah aluminium 6061. Pengembangan ini merupakan hasil kerjasama antara para insinyur Ford dan ilmuwan bahan, serta ExOne sebagai pemasok teknologi penyemprotan bahan (bahan-bahan). Signifikansi penerapan aluminium pada pencetakan 3D komponen otomotif sangat penting: Transisi dari proses manufaktur tradisional ke proses pencetakan 3D akan menyederhanakan desain untuk mengurangi bobot, menghemat ruang, meningkatkan kinerja komponen, dan menghemat biaya dan waktu.
gambar
Industri dirgantara lain tidak mau ikut serta dalam bisnisnya dengan mengadopsi teknologi pencetakan 3D aluminium. Misalnya, Marshall's Marshall Space Flight Centre menjalankan tes termal pada nozel cetak 3D, yang dikembangkan secara bersama dengan perusahaan memulai, yaitu Elemen 3D, menggunakan campuran aluminium baru 6061-RAM2 yang dikembangkan oleh Elatlum 3D dan mampu menahan gradien suhu yang sangat besar. Jenis nozel ini lebih ringan daripada nozel tradisional, meletakkan landasan untuk penerbangan ruang dalam yang dapat membawa muatan lebih banyak.
Menurut TCT, tim riset yang dipimpin Wu Xinhua, pendiri Teknologi BeBeihfeng (2024 TCT booth number: 7F50) dan akademisi Akademi Teknik Australia berhasil mengembangkan bahan campuran aluminium spesifik bersuhu tinggi dan kuat untuk mencetak bahan campuran aluminium khusus berbahan logam aluminium dengan nama merek GA570, yang segera mendapatkan pujian tinggi dan perhatian dari banyak perusahaan penerbangan termasuk General Motors, Boeing, Thor, Safran, dan lainnya. Kekuatan material telah mencapai level tertinggi di antara material aloi aluminium yang saat ini tersedia untuk pencetakan 3D, dengan kekuatan tensil tinggi terhadap 570 dan tingkat pemanjangan lebih dari 12%. Komponen penerbangan yang telah dipersiapkan telah lulus uji stabilitas pada suhu tinggi 250 5000 selama 25 jam, yang setara dengan persyaratan layanan engine konvensional selama tahun.
gambar
Saat ini banyak perusahaan berkomitmen untuk pengembangan serbuk aluminium. Termasuk Zhongti New Materials (2024 TCT booth number: 8E62) dan Anhui University of Engineering, yang bersama-sama mengembangkan bahan aloi aluminium berbiaya rendah dan berkekuatan tinggi, meningkatkan kekuatan dan plastisitas aloi, Dan mengembangkan aplikasinya di aerruang, otomotif dan bidang lainnya, yang memberikan pedoman dasar teoritis dan praktis baru untuk aplikasi inovatif bahan ringan, serta mempromosikan inovasi teknologi di bidang pencetakan 3D logam.
Perlu diperhatikan bahwa pabrik percetakan peralatan pencetakan 3D EOS (2024 TCT stan Number: 8E30) secara resmi meluncurkan aluminum berlapis aluminium untuk pencetakan 3D industri tahun ini, dan mulai membekalkannya pada bulan November. Dibandingkan campuran aluminium lain dengan kekuatan dan karakteristik lain yang serupa, aloi aluminium ini memiliki biaya yang lebih kompetitif. EOS Aluminium Al5X1 memiliki kinerja dan sifat material yang unggul, yang memadukan kekuatan dan ketahanan tinggi.
gambar
EOS Aluminium Al5X1
Dengan penelitian dan pengembangan teknologi material yang berkesinambungan, bahan performa tinggi secara konstan terus berulang dalam pengembangan teknologi aerruang. Munculnya materi-materi baru secara terus-menerus mendorong kemajuan teknologi bahan tradisional. Material aluminium menghadapi tantangan hebat dalam kinerja dan spesifikasi, sehingga material aloi aluminium lebih kuat, ringan, lebih andal, dan masa pakai lebih lama. Semua ini harus memiliki kinerja servis di lingkungan ekstrem, kekuatan, kekerasan, ketahanan korosi, ketahanan lelah, dan tekanan residu rendah setelah pemrosesan sebagai bahan dengan spesifikasi tinggi yang besar. TCT juga yakin bahwa peluang pengembangan untuk mencetak 3D campuran aluminium menjanjikan, terutama di bidang angkasa dan industri.
Pemasok yang Diaudit 
Pemasok yang Diaudit 
