Hypereutektische Aluminium-Silizium (AlSi) Legierungen besitzen herausragende mechanische sowie thermophysikalische Eigenschaften bei gleichzeitig geringem Gewicht. Sie finden daher eine breite Anwendungsmöglichkeit in der Luftfahrt-, Automobilbau- oder Elektronikindustrie. Eine Möglichkeit zur Herstellung komplexer Bauteile aus diesem Legierungstyp bietet die additive Fertigung, insbesondere Pulverbettverfahren wie z.B. das selektive Laserstrahlschmelzen (SLM).
Bislang wurde die Herstellung von AlSi-Legierungen mittels SLM bis zu einem Si-Gehalt von 50 Gew.% demonstriert. Da jedoch auch Legierungen mit noch höheren Si-Gehalten (AlSi50+) ein vielversprechendes Einsatzpotential mit sich bringen, wurden am Fraunhofer IISB Probekörper aus AlSi50, AlSi60, AlSi65 und AlSi70 Legierungen mittels SLM Verfahren hergestellt und hinsichtlich struktureller Defekte (Risse, Poren), mechanischer und thermophysikalischer Eigenschaften untersucht.
Als Ausgangspulver wurde gasverdüstes AlSi50 AM-Pulver eingesetzt, welches zusätzlich mit Si-Pulver vermischt wurde, um die höheren Si-Gehalte zu realisieren. Als flexibler und kostengünstiger Alternativansatz wurde zudem die „in-situ“ Mischung aus elementarem Si- und Al-Pulver getestet.
Die Ergebnisse zeigen, dass bei Wahl geeigneter Prozessparameter rissfreie und dichte (bis zu >99,5%) Probekörper aus allen Legierungsvarianten hergestellt werden können. Die ermittelten Kennwerte fügen sich in die bisherige Datenlage für AlSi50 ein bzw. treffen die Erwartungen der postulierten Materialeigenschaften für AlSi50+. So konnten exzellente Kennwerte, u.a. eine Druckfestigkeit von über 900 MPa, ein E-Modul > 120 GPa oder ein thermischer Ausdehnungskoeffizient von 6,5E-06/K erzielt werden. Hinsichtlich der Pulverart haben die Untersuchungen gezeigt, dass die elementare Pulvermischung zu nahezu vergleichbaren Ergebnissen führt wie die Mischung aus AlSi50-Pulver und Si.