Pó AlSi10Mg: Uma Visão Técnica Geral

Visão geral do pó AlSi10Mg

AlSi10Mg é um pó de liga de alumínio composto principalmente por alumínio, juntamente com silício e magnésio como os principais elementos de liga. É amplamente utilizado em metal Manufatura aditiva, também conhecida como impressão 3D, devido à sua excelente resistência, durabilidade, soldabilidade e resistência à corrosão.

O pó AlSi10Mg pode ser processado por meio de **Impressão** laser seletivo (SLM) - Pra que serve essa linguagem? **) Fusão por feixe de elétrons **) (EBM) e a sinterização direta a laser em metal (DMLS) para criar peças complexas em metal com detalhes finos e geometrias personalizadas. Suas propriedades o tornam adequado para aplicações aeroespaciais, automotivas, médicas e industriais.

Este artigo fornece uma visão técnica abrangente do pó de AlSi10Mg, cobrindo sua composição, propriedades, aplicações, preço, fornecedores e outras informações importantes para engenheiros de materiais, designers de produtos e profissionais de impressão 3D.

Principais detalhes do pó de AlSi10Mg:

• Composição:?Alumínio com 9-11 % de silício, 0,2-0,45% de magnésio
• Formato das partículas:?Esférica, alta fluidez
• Intervalo de tamanhos:?15-45 mícrons
• Densidade:?2.67 g/cc
• Temperatura de fusão:?~615¡«C
• Força:Médio a alto
• Utilizações:Impressão 3D aeroespacial, automotiva, industrial

Composição do pó AlSi10Mg

A composição do pó de AlSi10Mg consiste principalmente de alumínio com adições de silício e magnésio como elementos de liga. O intervalo da composição nominal é fornecido abaixo:

Elemento	% do Peso
Alumínio (Al)	Base/módulo
Silício (Si)	9-11%
Magnésio (Mg)	0.2-0.45%
Outros (Fe, Mn, etc.)	< 0,55% do total

O silício é adicionado ao alumínio para melhorar a moldabilidade e reforçar propriedades mecânicas como o limite de escoamento e a dureza. Ele aumenta a fluidez durante a fusão e melhora as características de alimentação.

A adição de magnésio resulta em precipitação por endurecimento, o que fortalece a liga por meio de tratamento térmico. O magnésio também melhora a resistência à corrosão.

Podem estar presentes traços de ferro, manganês e outros elementos como impurezas em até no máximo 0,55%. Os níveis das adições de liga podem ser variados dentro do intervalo para ajustar as propriedades de acordo com os requisitos de aplicação.

Tabela: Faixa de composição nominal do pó de liga AlSi10Mg

Elemento	Peso mínimo%	% p/p máximo
Alumínio	Saldo	Saldo
Silício	9	11
Magnésio	0.2	0.45
Outro	–	0.55

Características do Pó AlSi10Mg

O AlSi10Mg exibe propriedades que o tornam adequado para aplicações exigentes nos setores aeroespacial, automotivo e industrial. As principais propriedades são destacadas abaixo:

Propriedades Mecânicas

• Alta resistência e dureza
• Boa ductibilidade no estado recozido
• Excelente soldabilidade
• Alta resistência à fadiga

Propriedades físicas

• Densidade: 2,67 g/cc
• Ponto de fusão: ~615¡«C
• Condutividade térmica: 130 W/m-K
• Coeficiente de expansão térmica: 21-24 x 10^-6 K^-1

Outro

• Boa resistência a corrosão
• Excelente imprimibilidade e acabamento superficial
• Biocompatível de acordo com ISO 10993 e ASTM F67
• Não magnético

A densidade é comparável à das ligas de alumínio como AlSi12 e AlSi7Mg. O ponto de fusão também é similar à ligas de fundição de Al-Si padrão. Essas propriedades permitem processamento e consolidação via sinterização e fundição.

Tabela: Visão geral das principais propriedades do pó de AlSi10Mg

Propriedade	Valores Típicos
Densidade	2,67 g/cc
Ponto de Fusão	~615¡«C
Condutividade térmica	130 W/m-K
Resistividade elétrica	4-8 x 10^-8 µm
Módulo de Young	70-80 GPa
Razão de Poisson	0.33
Limite de escoamento	215-365 MPa
Resistência à Tração	330-430 MPa
alongamento	8-10%
Dureza	80-100 Brinell

Nota: As propriedades dependem da composição precisa, método de fabricação, orientação de construção, tratamento térmico, etc. Os valores apresentados são típicos ou padrão.

As propriedades mecânicas, como alto escoamento e resistência à tração, juntamente com boa ductilidade, tornam o AlSi10Mg adequado para peças de alto desempenho em todas as indústrias. A liga pode ser endurecida para melhorar ainda mais a resistência. A excelente resistência à corrosão é obtida por meio de adições de silício que criam uma camada protetora de óxido. Em geral, o AlSi10Mg oferece uma combinação versátil de propriedades para AM de metal.

Aplicações do pó de AlSi10Mg

As características de baixo peso, alta resistência e possibilidade de impressão do pó AlSi10Mg o tornam uma das ligas mais utilizadas na fabricação aditiva. Algumas aplicações típicas incluem:

Aeroespacial: Lâminas de turbina, bicos de foguete, suportes estruturais, componentes de satélite, peças de UAV

Automotivo: Peças de powertrain, pistões, turbocompressores, trocadores de calor

Industrial: Robótica, ferramentaria, gabaritos e fixadores, eixos de transmissão

Médico: Implantes ortopédicos, próteses, instrumental cirúrgico.

Outro: Dissipadores de calor, coletores hidráulicos, carcaças, canais de resfriamento

O AlSi10Mg viabiliza geometrias complexas e otimizadas que melhoram o desempenho e a eficiência nas aplicações acima. As estruturas finas possíveis por meio da impressão 3D aprimoram a transferência de calor, o fluxo de fluidos e outras propriedades.

A excelente relação resistência-peso da AlSi10Mg reduz o peso do componente mantendo o desempenho mecânico. Isso ajuda a melhorar a economia de combustível em veículos e reduzir os custos de lançamento em aplicações espaciais.

Tabela: Visão geral das aplicações da AlSi10Mg nas indústrias

Setor	Aplicações Típicas
Aeroespacial	Lâminas de turbina, suportes estruturais, toberas de foguete, satélites
Automotivo	Trem de força, pistões, turbocompressores, trocadores de calor
Industrial	Robótica, ferramentaria, gabaritos e dispositivos
Médico	Implantes ortopédicos, próteses
Geral	Dissipadores de calor, coletores hidráulicos, carcaças

AlSi10Mg é certificado para aplicações aeroespaciais que atendem padrões como AMS4967 e AMS4169. Qualificações e testes extensos validam seu desempenho em ambientes extremos. A biocompatibilidade de acordo com ISO 10993 e ASTM F67 permite o uso em dispositivos médicos e implantes. No geral, AlSi10Mg oferece uma solução de material leve e versátil para aplicações críticas.

Processabilidade do pó AlSi10Mg

O pó de AlSi10Mg pode ser processado por meio dos principais métodos de fabricação aditiva de metal, como:

• Fusão Seletiva a Laser (FSL)
• Sinterização Direta a Laser de Metal (DMLS)
• EBM (Electron Beam Melting)

Métodos Baseados Em Laser: SLM (Selective Laser Melting) e DMLS (Direct Metal Laser Sintering) usam um laser de alta potência para fundir seletivamente regiões de um leito de pó para construir peças camada por camada. O material consolidado tem propriedades comparáveis às ligas de alumínio convencionais. SLM normalmente usa maior potência de laser para derretimento total. DMLS tem menor potência para sinterizar partículas de pó.

Fusão de Feixe de Elétrons: O EBM (feixe de elétrons) usa um feixe de elétrons como fonte de calor para derreter e fundir material. Ele pode atingir taxas de construção mais altas que processos de laser, já que ele funde cada camada rapidamente. As propriedades do material são semelhantes ao SLM e DMLS.

Parâmetros de Impressão: Parâmetros SLM típicos – Potência do laser 175–350 W, Velocidade de varredura 700–1500 mm/s, Espessura da camada 20–100 μm. Para EBM – Potência do feixe 3–7 kW, Velocidade de varredura 1000–2500 mm/s, Espessura da camada 50–200 μm.

Outros métodos: O pó AlSi10Mg também pode ser usado em jateamento de aglutinante, em que um aglutinante líquido é depositado seletivamente para formar a forma. A peça "verde" é então sinterizada. A deposição por pulverização a frio também é possível.

Tabela: Processos de FA compatíveis com pó de liga AlSi10Mg

Processo	Fonte de Calor	Descrição
SALVE	Laser	**Impressão** laser seletivo
DMLS	Laser	Sinterização a laser de metal direto
EBM	Feixe de elétrons	**) Fusão por feixe de elétrons **)
Jateamento de ligantes	Pasta fixadora	Ligante impresso, depois sinterizado
Spray frio	Cinética	Pó pulverizado sobre o substrato

O pó de AlSi10Mg tem uma alta absorção ao laser/feixe de elétrons e excelente densidade de fluxo e de empacotamento. Isto resulta em uma boa espalhabilidade através do leito de pó e uma eficiente fusão/sinterização. O tamanho das partículas e a morfologia esférica também desempenham um papel fundamental.

No geral, AlSi10Mg oferece excelente processabilidade em PBF e métodos relacionados para fabricar geometrias complexas com bom acabamento superficial e resolução de recursos.

Características e Qualidade do Pó

O pó de AlSi10Mg usado em processos AM exibe as seguintes características:

• Morfologia de pó esférico com superfície lisa
• Fluidez com aglomeração mínima
• Densidade aparente ~1,2-1,6 g/cc
• Densidade Tapping ~2,2-2,7 g/cc
• Distribuição uniforme da composição
• Alta pureza com baixa porosidade interna
• Distribuição controlada do tamanho das partículas

Formato das partículas: Morfologia de pó esférica garante bom fluxo e capacidade de espalhamento no leito de pó. Ela resulta em derretimento uniforme e propriedades de material. A atomização a gás é comumente usada para atingir esfericidade >90%.

Fluidez: Pós com alta fluidez espalham uniformemente e preenchem densamente plataformas de leito de pó. Taxas de fluxo de 23 a 27 s/50g através do funil de Hall são típicas.

Tamanho da partícula: O intervalo de granulometria geralmente é de 10 a 45 Ã4m ou 15 a 45 Ã4m. Partículas maiores, cerca de 35 a 45 Ã4m, melhoram o fluxo, enquanto partículas menores, entre 15 e 25 Ã4m, aumentam a densidade e a resolução.

Controle de composição: Um controle rígido da composição dentro das especificações maximiza o desempenho do material. É garantida uma distribuição uniforme de elementos de liga.

Pureza: Alta pureza com baixa porosidade e inclusões previne defeitos no processamento. Teor de oxigênio <1000 ppm.

Tabela: Características e propriedades típicas dos pós AlSi10Mg

Parâmetro	Valor Típico	**Tradução:** Papel
Formas das Partículas	Esférica >90%	Fluidez, densidade
Tamanho de partícula (õm)	15-45	Densidade, resolução
Taxa de fluxo (s/50 g)	23-27	Camada de pó de preenchimento
Densidade aparente (g/cc)	1.2-1.6	Reciclabilidade
Densidade de batida (g/cc)	2.2-2.7	Densidade verde
Pureza	>99,5%	Redução de defeitos
Oxigênio (ppm)	<1000	Derretimento limpo

Parâmetros como distribuição de formato de partícula (PSD) e razão de Hausner indicam a qualidade do pó. O controle estrito sobre a atomização de gás resulta em alta consistência entre lotes. O pó é fornecido com relatório de composição e certificados de análise específicos do lote (COA).

Fornecedores de pó de AlSi10Mg

Alguns dos principais fornecedores globais de pós AlSi10Mg para FA incluem:

AP&C

• Nome comercial: Pó de Alumínio Atomizado 5056
• Faixa de tamanho (Ã × m): 15-45, 23-53
• Embalagem: Garrafas de 5 kg para caixas de 1 tonelada métrica com argônio.

GE Additive

• Nome do produto: AlSi10Mg
• Faixa de tamanho (Ã × m): 15-45
• Embalagem: Garrafas de 10 kg com argônio

Sandvik Osprey

• Produto: Osprey AlSi10Mg
• Partículas: Esféricas, D50 40 ÇŶm
• Embalagem: Garrafas cheias de argônio

Tecnologia LPW

• Produto: Pó AM de AlSi10Mg
• Faixa de tamanho (Ã × m): 15-45
• Embalagem: 2 garrafas de 12 kg em argônio.

SLM Solutions

• Produto: SLM AlSi10Mg
• Faixa de tamanho (Ã × m): 15-45
• Embalagem: latas de 10 litros, garrafas de 2 kg.

Tabela: Fornecedores de pó de AlSi10Mg e especificações

Fornecedor	Produto	Tamanho (Ã×m)	Embalagem
AP&C	Atomizado Al 5056	15-45	Garrafas/caixas com Ar
GE Additive	AlSi10Mg	15-45	Garrafas de 10 kg com Ar
Sandvik Osprey	Osprey AlSi10Mg	D50 40	Cilindros de argônio
LPW	AlSi10Mg AM	15-45	Cilindros de 2-12 kg em Ar
SLM Solutions	SLM AlSi10Mg	15-45	Latas/garrafas com Ar

Variações personalizadas da AlSi10Mg com frações ou distribuições de partículas otimizadas podem ser originadas de fabricantes mediante solicitação.

Preços do pó AlSi10Mg

O preço da liga de alumínio AlSi10Mg para fabricação aditiva varia tipicamente de R$ 90,00-150,00/kg com base na quantidade e fabricante.

Considerações de preço:

• Quantidade de pó – Preços reduzidos para pedidos em atacado devido a menores custos de embalagem
• Variações de composição – Pequenos acréscimos ou otimizações podem elevar o custo
• Qualidade e certificação - Maior pureza/consistência aumenta o custo
• Fabricante — Fornecedores premium costumam ter preços mais altos
• Embalagem - Embalaagens especializadas (latas, garrafas etc.) impacta o preço

Precificação indicativa:

Quantidade	Preço por kg (US$)
1 kg	$140-200
10 kg	$120-160
100 kg	$100-130
+ de 1.000 kg	$90-110

Frete, impostos e quaisquer requisitos para certificação especial podem ser adicionados ao custo final de entrega. Encomendas de OEM grandes geralmente ganham taxas com desconto pelos fabricantes por meio de contratos.

Tabela: Faixas de preço do pó AlSi10Mg com base na quantidade do pedido

Quantidade do Pedido	Preço por kg (US$)
1 kg	$140-200
10 kg	$120-160
100 kg	$100-130
+ de 1.000 kg	$90-110

Escolhendo pó de AlSi10Mg

Considerações fundamentais para escolher o pó de AlSi10Mg incluem:

Requisitos para a candidatura: Performance precisa de recursos como força, dureza, ductilidade, vida útil de fadiga, etc. As aplicações também podem exigir certificações específicas de materiais.

Variáveis do processo AM: Correspondência da gama de tamanho de partícula, forma e distribuição ao modelo da impressora, espessura da camada, potência do feixe e parâmetros relacionados.

Qualidade e consistência: Lotes de pólvora que atendem de modo confiável à composição, pureza, características de partículas etc. são cruciais para o uso na produção.

Disponibilidade e Prazos: Para o trabalho de protótipo, a disponibilidade de pequenas quantidades pode ser fundamental, enquanto a produção precisa de pedidos em massa e suprimento estável de longo prazo.

Preço: O preço por kg dependerá da quantidade, custos de remessa, margens do fornecedor etc. Grandes contratos de OEM obtêm preços melhores.

Suporte técnico: Fabricantes com alta expertise técnica em produção de pó de metal e AM podem fornecer orientação sobre as melhores opções de pó.

É aconselhável trabalhar com fornecedores estabelecidos e colaborar cedo no processo de design da peça em AM ao selecionar o pó de AlSi10Mg.

**Prós e contras do pó de AlSi10Mg** O pó de AlSi10Mg é uma liga de alumínio utilizada em diversas aplicações, incluindo fundição, revestimentos e aditivos para impressão 3D. Aqui estão os principais prós e contras do uso do pó de AlSi10Mg: **Prós:** * **Alta resistência específica:** O pó de AlSi10Mg tem uma alta relação resistência-peso, tornando-o um material ideal para aplicações que exigem leveza e resistência. * **Boa resistência à corrosão:** O pó de AlSi10Mg é resistente à corrosão em ambientes marinhos e industriais. * **Excelente usinabilidade:** O pó de AlSi10Mg tem boa usinabilidade, o que o torna fácil de processar e fabricar. * **Baixo coeficiente de expansão térmica:** O pó de AlSi10Mg tem um baixo coeficiente de expansão térmica, o que o torna adequado para aplicações que requerem estabilidade dimensional. * **Boa condutividade térmica:** O pó de AlSi10Mg tem boa condutividade térmica, o que o torna adequado para aplicações que requerem transferência de calor. **Contras:** * **Custo relativamente alto:** O pó de AlSi10Mg é um material relativamente caro em comparação com outras ligas de alumínio. * **Propriedades mecânicas limitadas:** O pó de AlSi10Mg tem propriedades mecânicas limitadas em comparação com outras ligas de alumínio. * **Sensibilidade ao entalhe:** O pó de AlSi10Mg é sensível ao entalhe, o que significa que pode rachar ou quebrar em locais de alta concentração de tensão. * **Suscetibilidade a danos por fadiga:** O pó de AlSi10Mg é suscetível a danos por fadiga, o que pode levar a falhas prematuras em aplicações de carregamento cíclico. * **Necessidade de pós-processamento:** O pó de AlSi10Mg geralmente requer pós-processamento, como tratamento térmico, para atingir as propriedades desejadas. Em geral, o pó de AlSi10Mg é um material adequado para diversas aplicações, oferecendo uma combinação de alta resistência específica, boa resistência à corrosão e excelente usinabilidade. No entanto, seu custo relativamente alto, propriedades mecânicas limitadas e susceptibilidade a danos por fadiga devem ser considerados ao selecionar este material para aplicações específicas.

Prós

• Alta resistência com boa ductilidade
• Excelente resistência a corrosão
• Soldável e usinável com facilidade
• Boas propriedades térmicas
• Amplamente qualificado para uso aeroespacial
• Biocompatível para implantes médicos

Contras

• Resistência ao escoamento mais baixa do que as ligas AlSi7Mg e AlSi12
• Sujeito a defeitos de porosidade durante a impressão
• Maior refletividade demanda potência laser mais alta
• Não é ideal para aplicações com temperatura alta >150¡«C
• Mais caro que pós de alumínio puros

Perguntas frequentes

P. Qual a composição química do pó de AlSi10Mg?

**A.** A composição típica é uma base em alumínio com 9-11% de silício e entre 0,2% a 0,45% de magnésio. Os demais são outros traços de elementos com menos de 0,55% ao total.

P. Qual é a densidade da liga de AlSi10Mg e do pó de AlSi10Mg?

A. A densidade fica em torno de 2,67 g/cm³ tanto para a liga em barra quanto para a forma de pó.

Q. Quais são as propriedades mecânicas das peças AlSi10Mg feitas por FA?

A. A AlSi10Mg impressa tem uma resistência à tração de 330-430 MPa, resistência de escoamento de 215-365 MPa e alongamento de 8-10% na condição de construção. O tratamento térmico pode melhorar ainda mais as propriedades.

Q. Qual tamanho de partícula é recomendado para o pó de AlSi10Mg em FA?

A. Uma faixa de tamanho de partícula de 15 a 45 mícrons é comumente usada, embora as distribuições de tamanho possam ser otimizadas para impressoras específicas e requisitos de espessura de camada.

P. Você pode usinar/soldar peças AM de AlSi10Mg?

A. Sim, as peças de AlSi10Mg feitas por impressão 3D podem ser usinadas por solda por métodos convencionais após tratamento térmico de alívio de tensões apropriado.

P. O pó AlSi10Mg é reutilizável?

O pó A. AlSi10Mg pode ser geralmente reciclado de 5 a 10 vezes antes de uma nova quantidade ser necessária, dependendo do processo AM e dos níveis de contaminação.

Conclusão

AlSi10Mg é um importante pó de liga de alumínio para fabricação aditiva de metais, encontrando uso em aplicações aeroespaciais, automotivas, médicas e industriais. As principais vantagens incluem alta relação resistência-peso, resistência à corrosão, excelentes propriedades mecânicas e amplas certificações para aplicações exigentes.

O AM permite geometrias otimizadas complexas, impossíveis de serem obtidas por fundição ou usinagem. O pó de AlSi10Mg com partículas características controladas e composição é essencial para alcançar peças livres de defeitos. Os principais fornecedores globais fornecem pó de alta qualidade sob medida para processos AM como DMLS e SLM.