AlSi10Mg Bubuk: Tinjauan Teknis

Ringkasan Abuk AlSi10Mg

AlSi10Mg adalah bubuk logam aluminium yang sebagian besar tersusun dari aluminium bersama silikon dan magnesium sebagai unsur utama paduan. Bubuk ini banyak digunakan dalam logam pembuatan aditif, yang juga dikenal sebagai 3D printing, karena kekuatannya yang unggul, ketahanan, kemudahan dilas, dan ketahanan korosi.

Serbuk AlSi10Mg dapat diproses melalui Peleburan laser selektif (SLM), Pencairan Elektron Berkas (EBM), dan direct metal laser sintering (DMLS) untuk membuat komponen logam kompleks dengan detail halus dan geometri khusus. Sifatnya membuatnya cocok untuk aplikasi kedirgantaraan, otomotif, medis, dan industri.

Artikel ini menyediakan gambaran teknis komprehensif dari bubuk AlSi10Mg yang mencakup komposisi, properti, aplikasi, harga, pemasok, dan informasi utama lainnya bagi teknisi bahan, desainer produk, dan ahli percetakan 3D.

Detail Kunci Bubuk AlSi10Mg:

• Susunan:?Aluminium dengan 9-11% silikon, 0,2-0,45% magnesium
• Bentuk partikel:?Spherical, daya alir tinggi
• Rentang ukuran:?15-45 mikron
• Kepadatan:?2,67 g/cc
• Titik Lebur:?~615 ¡«C
• Kekuatan:?Sedang hingga tinggi
• Kegunaan:?3d printing kedirgantaraan, otomotif, industri

Komposisi Bubuk AlSi10Mg

Komposisi serbuk AlSi10Mg sebagian besar terdiri dari aluminum dengan tambahan silikon dan magnesium sebagai unsur pengikat. Rentang komposisi nominal diberikan di bawah ini:

unsur	Berat %
Aluminium (Al)	Sisa/remainder
Silikon (Si)	9-11%
Magnesium (Mg)	0.2-0.45%
Lain (Fe, Mn, dsb.)	< 0,55% total

Silikon ditambahkan ke aluminium untuk meningkatkan kemampuan pengecoran dan meningkatkan sifat mekanis seperti kekuatan luluh dan kekerasan. Silikon meningkatkan fluiditas selama peleburan dan meningkatkan karakteristik pengumpanan.

Penambahan magnesium menghasilkan precipitation hardening yang memperkuat paduan melalui perlakuan panas. Magnesium juga meningkatkan ketahanan terhadap korosi.

Jumlah jejak besi, mangan, dan unsur lainnya mungkin dapat hadir sebagai pengotor hingga maksimum 0,55%. Tingkat penambahan paduan dapat divariasikan dalam kisaran untuk menyesuaikan sifat sesuai persyaratan aplikasi.

Tabel: Kisaran komposisi nominal serbuk AlSi10Mg

unsur	Wt% minimum	Maksimum wt%
Aluminium	Bal.	Bal.
Silikon	9	11
Magnesium	0.2	0.45
Penerjemah dan Penyempurna, Terjemahkan teks berikut ke dalam bahasa Indonesia: Lain-lain	–	0.55

Properti Bubuk AlSi10Mg

AlSi10Mg menunjukkan properti yang membuatnya cocok untuk aplikasi menantang di seluruh sektor kedirgantaraan, otomotif, dan industri. Properti utama disorot di bawah ini:

Sifat Mekanis

• Kekuatan dan kekerasan tinggi
• Daktilitas bagus dalam keadaan dilunakkan
• Dapat dilas dengan baik
• Kekuatan kelelahan yang tinggi

Properti fisika

• Kepadatan: 2,67 g/cc
• Titik leleh: ~615¡«C
• Konduktivitas Termal: 130 W/m-K
• Koefisien ekspansi termal: 21-24 x 10^-6 K^-1

Penerjemah dan Penyempurna, Terjemahkan teks berikut ke dalam bahasa Indonesia: Lain-lain

• Tahan korosi yang baik
• Cetakan dan sentuhan akhir yang sangat bagus
• Biokompatibel menurut ISO 10993 dan ASTM F67
• Tidak magnetis

Kerapatannya dapat dibandingkan dengan paduan aluminium seperti AlSi12 dan AlSi7Mg. Titik lelehnya juga serupa dengan logam tuang paduan Al-Si standar. Properti-properti ini memungkinkan proses dan konsolidasi melalui penyinteran dan pelelehan.

Tabel: Ikhtisar sifat utama serbuk AlSi10Mg

Property	Nilai-nilai Umum
Kepadatan	2,67 g/cc
Titik Leleh	~615¡«C
Kekonduksian termal	130 W/m-K
Resistivitas listrik	4-8 × 10^-8 ´´’m
Modulus Young	70-80 GPa
Rasio Poisson	0.33
Kekuatan mulur	215-365 MPa
Kekuatan Tarik	330-430 MPa
Pemanjangan	8-10%
Kekerasan	80-100 Brinell

Catatan: Properti sangat bergantung pada komposisi yang tepat, metode pembuatan, orientasi bentuk, perawatan panas, dll. Nilai yang ditunjukkan adalah tipikal atau standar.

Sifat mekanik seperti luluh tinggi dan kekuatan tarik, ditambah dengan daktilitas tinggi, membuat AlSi10Mg cocok untuk suku cadang berperforma tinggi di semua industri. Paduan ini dapat diperkeras melalui proses menua untuk meningkatkan kekuatannya. Ketahanan korosi yang sangat baik dicapai melalui penambahan silikon yang membentuk lapisan oksida yang protektif. Secara keseluruhan, AlSi10Mg menyediakan kombinasi sifat yang serbaguna untuk pembuatan aditif logam.

Aplikasi Serbuk AlSi10Mg

Ciri aluminium AlSi10Mg yang ringan, kuat, dan dapat dicetak menjadikannya salah satu aloi yang paling banyak digunakan dalam pembuatan aditif. Berikut beberapa aplikasi umum:

Dirgantara: Baling-baling turbin, jalur roket, braket struktural, komponen satelit, bagian UAV

Otomotif: Bagian powertrain, piston, turbocharger, penukar panas

Industri: Robotika, Perkakasan, Jig dan Fixtur, Poros Penggerak

Medis: Implan ortopedi, prostesis, instrumen pembedahan

Lain-lain: Heatsink, manifold hidraulik, rumah, saluran pendingin

AlSi10Mg memungkinkan geometri rumit dan optimal yang meningkatkan kinerja dan efisiensi pada aplikasi-aplikasi di atas. Struktur-struktur halus yang dimungkinkan melalui pencetakan 3D meningkatkan perpindahan panas, aliran fluida, dan sifat-sifat lainnya.

Rasio kekuatan terhadap berat dari AlSi10Mg yang sangat baik mengurangi berat komponen sambil mempertahankan performa mekanis. Hal ini membantu meningkatkan penghematan bahan bakar pada kendaraan dan menurunkan biaya peluncuran dalam aplikasi luar angkasa.

Tabel: Tinjauan umum aplikasi AlSi10Mg di berbagai industri

Sektor	Aplikasi Umum
Aeroangkasa	Bilah turbin, braket struktural, nozel roket, satelit
Otomotif	Unit daya, piston, turbocharger, heat exchanger
Perindustrian	Robotik, perkakas, jig dan perlengkapan
Perubatan	Implan ortopedi, prostetik
Umum	Wastafel pemanas, manifold hidraulik, selubung

AlSi10Mg telah disertifikasi untuk kegunaan dirgantara dengan memenuhi standar seperti AMS4967 dan AMS4169. Kualifikasi dan pengujian yang luas memvalidasi kinerjanya di lingkungan yang ekstrem. Biokompatibilitas sesuai ISO 10993 dan ASTM F67 memungkinkannya untuk digunakan pada perangkat medis dan implan. Secara keseluruhan, AlSi10Mg memberikan solusi bahan ringan serbaguna untuk aplikasi penting.

Prosesabilitas Bubuk AlSi10Mg

Serbuk AlSi10Mg dapat diolah melalui metode utama pembuatan aditif logam seperti:

• Pelelehan Laser Selektif (SLM)
• Sinter Langsung Logam Laser (DMLS)
• (Electron Beam Melting) EBM

Metode Berbasis Laser: SLM dan DMLS menggunakan laser berdaya tinggi untuk menggabungkan wilayah-wilayah bantalan bubuk secara selektif guna membangun suku cadang lapisan demi lapisan. Bahan yang dipadukan memiliki sifat yang sebanding dengan paduan aluminium konvensional. SLM biasanya menggunakan daya laser yang tinggi untuk peleburan penuh. DMLS mempunyai daya rendah untuk sintering partikel bubuk.

Electron Beam Melting (EBM) EBM menggunakan sinar elektron sebagai sumber panas untuk melelehkan dan memadukan material. Proses ini dapat mencapai laju pembuatan yang lebih tinggi daripada proses laser karena melebur setiap lapisan dengan cepat. Properti material serupa dengan SLM dan DMLS.

Parameter Cetak: Parameter SLM yang tipikal – Tenaga laser 175-350 W, Kecepatan pemindaian 700-1500 mm/s, Ketebalan lapisan 20-100 ×m. Untuk EBM – Tenaga sinar 3-7 kW, Kecepatan pemindaian 1000-2500 mm/s, Ketebalan lapisan 50-200 ×m.

Metode lain: Serbuk AlSi10Mg dapat juga digunakan dalam penyemburan pengikat (binder jetting) di mana pengikat cair diendapkan secara selektif untuk membentuk bentuk. Bagian “hijau” kemudian disinter. Pengendapan semprotan dingin juga memungkinkan.

Tabel: Proses AM yang cocok dengan bubuk logam AlSi10Mg

Proses	Sumber Panas	Deskripsi
Halo	Laser	Peleburan laser selektif
DMLS	Laser	Sinter logam laser langsung
EBM	Pancar elektron	Pencairan Elektron Berkas
Binder jetting	Perekat cairan	Binder Cetak, Kemudian Sinter
Semprotan dingin	Kinetik	Serbuk disemprotkan ke substrat

Bubuk AlSi10Mg memiliki daya serap tinggi ke berkas laser/elektron, dan kepadatan yang baik dan dapat dipadatkan. Hal ini menghasilkan penyebaran yang baik pada serbuk dan pelelehan/sintering yang efisien. Ukuran partikel dan morfologi bulat juga memegang peran kunci.

Secara keseluruhan, AlSi10Mg menyediakan prosesabilitas yang sangat baik di PBF dan metode terkait untuk menghasilkan geometri yang rumit dengan penyelesaian permukaan yang baik dan resolusi fitur.

Ciri dan Kualitas Bubuk

Bubuk AlSi10Mg yang digunakan dalam proses AM menunjukkan karakteristik berikut:

• Morfologi serbuk bulat dengan permukaan halus
• Mudah mengalir dengan penggumpalan yang minimal
• Massa jenis nyata ~ 1,2-1,6 g/cm³
• Kepadatan ketukan ~2,2-2,7 g/cc
• Distribusi komposisi seragam
• Kemurnian tinggi dengan porositas internal rendah
• Distribusi ukuran partikel yang terkendali

Bentuk partikel: Bentuk serbuk yang bulat menyediakan aliran dan penyebaran yang baik pada lapisan serbuk. Ini menghasilkan pelelehan yang seragam dan sifat material. Atomisasi gas biasanya digunakan untuk menghasilkan kebulatan >90%.

Kemampuan Alir: Serbuk dengan tingkat alir tinggi menyebar merata dan padat di platform dasar serbuk. Laju aliran 23-27 s/50g melalui corong Hall merupakan hal yang umum.

Besaran partikel: Distribusi ukuran partikel umumnya adalah 10-45 ×m atau 15-45 ×m. Partikel yang lebih besar ~35-45 ×m memperbaiki aliran, sedangkan partikel yang lebih kecil ~15-25 ×m meningkatkan kepadatan dan resolusi.

Kontrol komposisi: Pengendalian komposisi yang ketat dalam spesifikasi memaksimalkan kinerja material. Distribusi yang seragam dari elemen paduan dipastikan.

Kemurnian: Kemurnian tinggi dengan porositas rendah serta inklusi mencegah cacat proses. Kandungan oksigen <1000 ppm.

Tabel: Karakteristik dan sifat khas bubuk AlSi10Mg

Parameter	Nilai Tipikal	Peranan
Bentuk Partikel	Bulu >90%	Kemampuan alir, kerapatan
Ukuran partikel (×m)	15-45	Kepadatan, resolusi
Laju alir (s/50 g)	23-27	Pengisian lapisan serbuk
Kerapatan nyata (g/cc)	1.2-1.6	Dapat Didaur Ulang
Kepadatan ketukan (g/cc)	2.2-2.7	Kepadatan hijau
Kemurnian	>99,5%	Pengurangan cacat
Oksigen (ppm)	<1000	Pencairan bersih

Parameter seperti distribusi bentuk partikel (PSD) dan rasio Hausner menunjukkan kualitas serbuk. Kontrol yang ketat terhadap atomisasi gas menghasilkan konsistensi yang tinggi dari batch ke batch. Bubuk disertai dengan laporan komposisi dan sertifikat analisis spesifik (COA) lot.

Pemasok Bubuk AlSi10Mg

Beberapa pemasok global utama bubuk AISi10Mg untuk AM meliputi:

AP&C

• Nama Dagang: Serbuk Aluminium Atomis 5056
• Rentang ukuran (×m): 15-45, 23-53
• Pembungkusan: Botol 5 kg hingga kotak 1 metrik ton dengan argon

GE Aditif

• Nama produk: AlSi10Mg
• Rentang ukuran (×m) : 15-45
• Pembungkusan: Botol 10 kg dengan argon

Sandvik Osprey

• Produk : Osprey AlSi10Mg
• Partikel: Sferikal, D50 40 õm
• Pembungkus:: Botol diisi argon

Teknologi LPW

• Produk: AlSi10Mg AM Powder
• Rentang ukuran (×m) : 15-45
• Pembungkus: 2 botol ÿ 12 kg dalam argon

SLM Solutions

• Produk: SLM AlSi10Mg
• Rentang ukuran (×m) : 15-45
• Kemasan: kaleng 10 liter, botol 2 kg

Tabel: Penyedia dan spesifikasi bubuk AlSi10Mg

Pemasok	Prodak	Ukuran (×m)	Pembungkus
AP&C	Al 5056 Teratomisasi	15-45	Botol/kotak dengan Ar
GE Aditif	AlSi10Mg	15-45	Botol 10 kg dengan Ar
Sandvik Osprey	Osprey AlSi10Mg	D50 40	Silinder gas argon
LPW	AlSi10Mg AM	15-45	2-12 botol kg di Ar
SLM Solutions	SLM AlSi10Mg	15-45	Keleng/botol bertanda Ar

Variasi kustom AlSi10Mg dengan fraksi atau distribusi partikel yang dioptimalkan dapat bersumber dari produsen berdasarkan permintaan.

Harga Bubuk AlSi10Mg

Harga bubuk AlSi10Mg untuk pengolahan AM biasanya berkisar dari US$90-150 tiap kg berdasarkan kuantitas dan pembuatnya.

Pertimbangan harga:

• Jumlah bubuk - Harga berkurang untuk pesanan massal karena biaya pengemasan yang lebih rendah
• Variasi komposisi – Penambahan kecil atau pengoptimalan dapat meningkatkan biaya
• Kualitas dan sertifikasi – Kemurnian/konsistensi yang lebih tinggi meningkatkan biaya
• Produsen — Pemasok premium cenderung memiliki harga yang lebih tinggi
• Pembungkusan - Pembungkusan khusus (kaleng, botol, dll.) memengaruhi harga

Harga yang Ditunjukkan:

Kuantitas	Harga satu kg (USD)
1 kg	$140-200
10 kg	$120-160
100 kg	$100-130
1,000+ kg	$90-110

Pengiriman, pajak, dan persyaratan sertifikasi khusus apa pun dapat menambah biaya pengiriman akhir. Pesanan OEM besar seringkali mendapat potongan harga dari produsen melalui kontrak.

Tabel: Rentang harga bubuk AlSi10Mg berdasarkan kuantitas pesanan

Jumlah Pesanan	Harga satu kg (USD)
1 kg	$140-200
10 kg	$120-160
100 kg	$100-130
1,000+ kg	$90-110

Memilih Bubuk AlSi10Mg

Pertimbangan utama untuk memilih serbuk AlSi10Mg meliputi:

Syarat aplikasi: Keperluan unjuk kerja seperti kekuatan, kekerasan, daktilitas, umur kelelahan, dan lain-lain. Aplikasi juga mungkin memerlukan sertifikasi material tertentu.

Variabel proses AM: Mencocokkan kisaran ukuran partikel, bentuk dan distribusi ke model pencetak, ketebalan lapisan, daya pancar dan parameter yang berkaitan.

Kualitas dan konsistensi: Batch bubuk yang memenuhi komposisi, kemurnian, karakteristik partikel dan lain sebagainya secara memadai sangat krusial untuk digunakan dalam produksi.

Ketersediaan dan jangka waktu tunggu: Untuk ketersediaan pekerjaan prototipe kuantitas kecil mungkin menjadi kunci sementara kebutuhan produksi memerlukan pesanan dalam jumlah besar dan pasokan jangka panjang yang stabil.

Harga: Harga per kg akan tergantung pada kuantitas, biaya pengiriman, margin pemasok, dll. Kontrak OEM yang besar mendapat harga yang lebih baik.

Dukungan teknis: Produsen yang memiliki keahlian teknis yang kuat dalam produksi serbuk logam dan AM dapat memberi panduan mengenai pilihan serbuk terbaik.

Disarankan untuk bekerja dengan pemasok yang mapan dan berkolaborasi sejak dini dalam proses desain suku cadang AM ketika memilih bubuk AlSi10Mg.

Kelebihan dan Kekurangan Bubuk AlSi10Mg

Kelebihan

• Kekuatan yang tinggi dengan liat yang baik
• Ketahanan korosi yang sangat baik
• Dapat dilas dan dikerjakan mesin dengan mudah
• Sifat termal yang baik
• Berkualifikasi luas untuk penggunaan kedirgantaraan
• Biokompatibel untuk implan medis

Kekurangan

• Kekuatan hasil rendah dibandingkan paduan AlSi7Mg dan AlSi12
• Mudah keropos saat proses cetak
• Reflektivitas tinggi menuntut daya laser tinggi
• Tidak dioptimalkan untuk aplikasi temperatur tinggi >150¡«C
• Lebih mahal dari pada serbuk aluminium tidak paduan

Pertanyaan yang Sering Diajukan (FAQ)

Q. Apa saja komposisi kimia dari bubuk AlSi10Mg?

A. Komposisi umumnya adalah aluminium dasar dengan 9-11% silikon dan 0,2-0,45% magnesium. Sisanya adalah elemen pelacak lainnya yang mencapai <0,55% total.

Q. Apakah kepadatan AlSi10Mg dan AlSi10Mg serbuk?

A. Kepadatannya sekitar 2,67 g/cc untuk paduan besar dan bentuk bubuk.

Q. Apakah sifat-sifat mekanik suku cadang AlSi10Mg yang dibuat oleh AM?

A. Cetakan AlSi10Mg memiliki tegangan tarik 330-430 MPa, kekuatan luluh 215-365 MPa, dan perpanjangan 8-10% dalam kondisi seperti yang dibuat. Perlakuan panas dapat lebih meningkatkan sifat-sifatnya.

P. Ukuran partikel apa yang direkomendasikan untuk bubuk AlSi10Mg di AM?

A. Rentang ukuran partikel yang umum digunakan adalah 15-45 mikron, meskipun distribusi ukuran dapat dioptimalkan untuk printer tertentu dan kebutuhan ketebalan lapisan.

Q. Bisakah Anda membuat mesin/pengelasan bagian AlSi10Mg AM?

A. Ya, bagian AlSi10Mg yang dibuat melalui pencetakan 3D dapat dikerjakan mesin dan dilas melalui metode konvensional setelah perlakuan panas penghilang tegangan yang memadai.

T. Adakah bubuk AlSi10Mg dapat digunakan kembali?

A. Bubuk AlSi10Mg biasanya dapat didaur ulang 5-10 kali sebelum diperlukan penyegaran, bergantung pada tingkat proses AM dan kontaminasi.

Kesimpulan

AlSi10Mg adalah bubuk logam paduan aluminium penting untuk manufaktur aditif logam, berguna di bidang kedirgantaraan, otomotif, medis, dan industri. Keunggulan utama antara lain perbandingan kekuatan terhadap berat yang tinggi, ketahanan terhadap korosi, sifat mekanis luar biasa, dan sertifikasi yang luas untuk aplikasi yang sulit.

AM memungkinkan geometri yang dioptimalkan kompleks yang tidak mungkin melalui pengecoran atau pemesinan. Serbuk AlSi10Mg dengan karakteristik dan komposisi partikel yang terkontrol sangat penting untuk mendapatkan bagian yang bebas cacat. Pemasok global terkemuka menyediakan serbuk berkualitas tinggi yang disesuaikan untuk proses AM seperti DMLS dan SLM.