Werkstoffe & Legierungen W3D-MAT-25 ISO/ASTM 52900 Validiert

AlSi10Mg: Der Standardwerkstoff im Aluminium-3D-Druck

Ingenieur-Guide zu AlSi10Mg (3.2381 / EN AC-43000) im LPBF: Nahe-eutektische Schmelzeigenschaften, T6-Wärmebehandlung, Zylinderköpfe, Wärmetauscher und Gehäuse.

Stand: 2026-03-24 Lesezeit: 9 min Fachredaktion Additive Fertigung
Executive Summary & Technische Kernaussagen Normativer Status: Valide

AlSi10Mg (Werkstoffnummer 3.2381 / EN AC-43000 / A360) ist die am weitesten verbreitete Aluminiumlegierung im metallischen 3D-Druck (LPBF). Dank der nahe-eutektischen Zusammensetzung (ca. 10 % Silizium, 0.4 % Magnesium) weist der Werkstoff ein extrem enges Erstarrungsintervall auf, was Heißrissbildung im Laser-Schmelzbad verhindert. Das extrem feine zelluläre Gefüge aus alpha-Aluminium-Zellen und Silizium-Netzwerken verleiht additiv gefertigtem AlSi10Mg im as-built Zustand Zugfestigkeiten von über 400 MPa – deutlich höher als bei konventionellem Aluminium-Sand- oder Druckguss.

  • Nahe-eutektisches Schmelzintervall verhindert Heißrisse und ermöglicht breite, stabile Bauprozesse.
  • As-Built Festigkeit (Rm > 400 MPa) übertrifft konventionellen Aluminiumguss um mehr als 30 %.
  • Hervorragende Wärmeleitfähigkeit (130 - 160 W/(m*K)) für Wärmetauscher und Leistungselektronik.
  • Niedriges Schüttgewicht (Dichte 2.67 g/cm3) prädestiniert für Leichtbau in Luftfahrt und Motorsport.
Dichte
2.67 g/cm3 (Ultra-Leichtbau)
Zugfestigkeit (as-built)
390 - 450 MPa
Streckgrenze (as-built)
240 - 290 MPa
Wärmeleitfähigkeit
130 - 160 W/(m*K)

Technische Kennwerte & Verfahrensvergleich

ISO/ASTM 52900
Zustand As-Built (LPBF) Spannungsarmgeglüht (300 °C / 2h) T6-Wärmebehandelt (Lösungsglühen+Auslagern)
Zugfestigkeit Rm 400 - 460 MPa 320 - 360 MPa 340 - 390 MPa
Streckgrenze Rp0.2 250 - 290 MPa 190 - 230 MPa 240 - 280 MPa
Bruchdehnung A5 5 - 9 % 10 - 16 % 12 - 18 % (hochduktil)
Härte 110 - 125 HB 85 - 95 HB 95 - 110 HB
Silizium-Gefüge Submikron-Netzwerk Siliziumkügelchen (eingeebnet) Gleichmäßig rekristallisiert
01

Submikron-Zellstruktur und Silizium-Netzwerke

Unter dem Rasterelektronenmikroskop (REM) zeigt as-built AlSi10Mg ein atemberaubendes Gefüge: Feinst verteilte Zellen aus reinem Aluminium (ca. 500 nm Durchmesser), vollständig umhüllt von einem zusammenhängenden, harten Silizium-Eutektikumsnetzwerk. Diese Mikrostruktur blockiert Versetzungsbewegungen extrem effektiv, was die erstaunliche Härte und Festigkeit direkt nach dem Druck erklärt.

02

Wärmebehandlungsstrategien: Spannungsarmglühen vs. T6

Das as-built Bauteil besitzt Eigenspannungen und moderate Dehnung (ca. 6 %). Ein einstündiges Spannungsarmglühen bei 300 °C baut Spannungen ab und bricht das Siliziumnetzwerk in feine Einzelkügelchen auf: Die Dehnung steigt auf über 12 %, während die Zugfestigkeit auf ca. 340 MPa absinkt. Eine klassische T6-Behandlung (530 °C Lösungsglühen mit Wasserabschreckung und 160 °C Warmauslagern) homogenisiert das Gefüge vollständig.

03

Einsatz in Wärmetauschern, Invertergehäusen und Schwingungsdämpfern

In Elektrofahrzeugen müssen Leistungsinverter (SiC-Halbleiter) mit maximaler Effizienz gekühlt werden. Mit AlSi10Mg werden dünnwandige Gehäuse mit bionischen Pin-Fin-Kühlstrukturen gedruckt. Das Bauteil integriert Kühlkanal, Montageflansche und elektromagnetische Schirmung in einem einzigen, dichten Leichtbauteil.

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Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Warum erfordert AlSi10Mg eine höhere Laserleistung als Edelstahl?
Weil Aluminium eine hohe optische Reflexion (über 90 % bei 1.064 nm) und eine extrem hohe Wärmeleitfähigkeit besitzt. Es werden typischerweise 400 bis 1.000 W Laserleistung eingesetzt.
Wie wird das Pulver vor Feuchtigkeitsaufnahme geschützt?
Aluminiumpulver oxidiert leicht und adsorbiert Feuchtigkeit, was zu Wasserstoffporosität im Schmelzbad führt. Das Pulver muss trocken gelagert und vor dem Druck bei ca. 100 °C getrocknet werden.
Kann AlSi10Mg eloxiert werden?
Ja, allerdings führt der 10 %ige Siliziumanteil zu einer dunkelgrauen bis anthrazitfarbenen Oxidschicht (technisches Harteloxieren). Für dekorative Glanzfarben ist der Werkstoff weniger geeignet.

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