Materials & Alloys W3D-MAT-25 ISO/ASTM 52900 Validiert

AlSi10Mg: The Benchmark Lightweight Aluminum Alloy in AM

Engineering guide to AlSi10Mg in LPBF: near-eutectic behavior, cellular-dendritic Si networks, T6 heat treatment, aerospace heat sinks, and structural housings.

Stand: 2026-03-24 Lesezeit: 9 min Fachredaktion Additive Fertigung
Executive Summary & Key Engineering Takeaways Normative Status: Validated

AlSi10Mg is the workhorse aluminum alloy in LPBF. Near-eutectic chemistry ensures crack-free solidification, while sub-micron Si networks yield as-built strengths exceeding 400 MPa.

  • 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)

Technical Specifications & Comparison Matrix

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

Sub-Micron Cellular Silicon Network Metallurgy

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

Heat Treatment: Direct Annealing vs. Standard 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

Applications in E-Mobility Power Inverters and Heat Sinks

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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Frequently Asked Questions (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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