1. 3D-painetun alumiinin vetolujuus: alumiiniseoslaatujen vaikutus
Alumiiniseoksia on useita laatuja, joilla on erilaiset mekaaniset ominaisuudet ja kemialliset koostumukset. Yleisimpiä 3D-tulostuksen alalla käytettyjä alumiiniseoslaatuja ovat AlSi10Mg AlSi7Mg, 2024, 6061, 7075 jne. Näiden joukossa AlSi10Mg:n erinomaiset valu- ja prosessointiominaisuudet ovat auttaneet siitä muodostumaan yhdeksi 3D-painetun alumiinin yleisimmistä laaduista. Sen vetolujuus on hieman vaatimaton, yleensä kuitenkin noin 300 MPa. Sitä vastoin lujien alumiiniseosten, kuten 7075, vetolujuus ylittää 480 MPa. Tästä syystä on olennaista valita sopiva laatu riippuen erityisistä käyttöolosuhteista ja vaatimuksista valittaessa 3D-painettuja alumiiniseoksia.
2. 3D-tuotetun alumiinin vetolujuus: 3D-tulostusprosessin parametrien vaikutus
Lisäksi 3D-tulostuksen prosessiparametrit vaikuttavat suuresti 3D-valmistetun metallin vetolujuuteen. Näihin kriteereihin kuuluvat skannausmenetelmä, kerroksen paksuus, tulostusnopeus, laserteho jne. Liian nopea tulostus voi esimerkiksi aiheuttaa alumiiniseosjauheen riittämättömän sulamisen, mikä vaikuttaa painettujen esineiden tiheyteen ja vetolujuuteen; liian paksut kerrokset voivat aiheuttaa tulostetun kohteen pystysuoran lujuuden menettämisen. Tästä syystä on olennaista maksimoida prosessiparametrit 3D-tulostuksen alumiiniseoksissa parhaan vetolujuuden saavuttamiseksi.
3. 3D-painetun alumiinin vetolujuus: lämpökäsittelytekniikoiden vaikutukset
Yksi tärkeimmistä tekniikoista 3D-painetun alumiinin vetolujuuden nostamiseksi on lämpökäsittely. Lämpökäsittely mahdollistaa alumiiniseosten jäännösjännityksen poistamisen, mikä parantaa materiaalin lujuutta ja sitkeyttä. Yleisiä lämpökäsittelytekniikoita ovat vanhentaminen, liuoskäsittely ja hehkutus. Esimerkiksi 7075-alumiiniseoksen vetolujuutta voidaan nostaa paljon ikääntymiskäsittelyn ja kiinteän liuoksen käsittelyn jälkeen. Silti tulee mainita, että eri lämpökäsittelytekniikoilla voi olla erilaisia vaikutuksia alumiiniseosten vetolujuuteen, joten valinnan tulisi riippua tilanteesta.
4. Hyödyllinen skenaario, joka koskee 3D-tulostettua alumiinin vetolujuutta
3D-painetun alumiinin lujat ominaisuudet ovat löytäneet laajan sovelluksen ilmailuteollisuudessa. Esimerkiksi Airbus käyttää 3D-tulostustekniikkaa lentokoneiden istuinten rakenneosien valmistamiseen erittäin lujista alumiiniseosmateriaaleista, mikä täyttää sekä lujuuskriteerit että kevyen suunnittelun. 3D-painettua alumiinia käytetään myös autoteollisuudessa tärkeiden osien, kuten moottorin sylintereiden ja jousitusjärjestelmien, luomiseen, mikä parantaa ajoneuvojen suorituskykyä ja käyttöikää. Lisäksi lääkinnällisten laitteiden alalla käytetään korkeaa lujuutta ja korkeaa korroosionkestävyyttä varten 3D-tulostettua alumiinia, jota käytetään ortopedisten implanttien ja muiden työkalujen valmistukseen.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-metal-printing-aerospace-parts.html