在材料選擇的過程中，雖然鈦合金因其出色的強度-重量比、銅合金因其優(yōu)異的熱傳導(dǎo)性能以及鎂合金因其輕質(zhì)和高電化學(xué)勢而各自在某些應(yīng)用中具有顯著優(yōu)勢，但，鋁合金在增材制造領(lǐng)域成為了一個高效且經(jīng)濟(jì)的選擇，能夠同時滿足這三方面的要求。

　　通過多年來對傳統(tǒng)鑄造鋁合金成分的微調(diào)，鋁硅鎂合金已成功適應(yīng)增材制造工藝的需求，這些材料在過去已被廣泛用于傳統(tǒng)鑄造技術(shù)?，F(xiàn)在，我們已經(jīng)看到使用這些合金成功3D打印出的零件在眾多行業(yè)中表現(xiàn)出色，證明了鋁硅鎂合金在增材制造領(lǐng)域的廣泛適用性和優(yōu)異性能。但市場迫切需要能滿足不同性能需求的新型高性能鋁合金3D打印材料：

　　有鑒于此，必須開發(fā)高性能鋁合金3D打印材料以滿足不同行業(yè)和應(yīng)用場景對增材制造產(chǎn)品所需材料的要求。本文內(nèi)容，旨在梳理近年來主要的市場參與者在高性能鋁合金方面的最新開發(fā)進(jìn)展（或有未被收錄品牌，敬請聯(lián)系）。

　　中航邁特自主開發(fā)的MT-AlMgErZr，是一種增材制造專用高強鋁合金粉末，是新一代大飛機理想的輕質(zhì)高強結(jié)構(gòu)材料；該粉末產(chǎn)品的SLM成形件經(jīng)熱處理后，抗拉強度最高可達(dá)540MPa，屈服強度超過520MPa，延伸率12%，橫縱向各向異性小，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。該產(chǎn)品創(chuàng)新成分設(shè)計，采用稀土Er作為主要強化元素，基于Al-Mg系鋁合金體系，系統(tǒng)調(diào)控Zr、Fe、Si等微合金元素，成本較Scalmalloy大幅降低，滿足國產(chǎn)化替代需求。

　　在高性能鋁合金材料創(chuàng)新方面，中航邁特還開發(fā)有MT-AlSi10Mg/AISi7Mg/2219/耐熱鋁合金等鋁合金粉末10余種，系列粉末比強度高、耐蝕性好、耐熱性高，綜合性能優(yōu)異；目前，公司在研的多款高性能鋁合金粉末進(jìn)入測試階段，多項關(guān)鍵技術(shù)取得了突破性進(jìn)展，打印綜合性能良好，如3D打印用可陽極氧化6061鋁合金粉末，突破性解決了改材料在行業(yè)應(yīng)用中出現(xiàn)的打印開裂等問題，室溫強度可達(dá)到200MPa以上，投產(chǎn)后將廣泛應(yīng)用于電子、醫(yī)療、建筑裝飾等領(lǐng)域。

　　蘇州倍豐吳鑫華院士團(tuán)隊開發(fā)的GA570的高溫高強3D打印專用鋁合金材料，抗拉強度穩(wěn)定達(dá)到570MPa以上，延伸率穩(wěn)定達(dá)到12%以上，制備的航空零部件通過了250℃高溫下持續(xù)5000小時的穩(wěn)定試驗，相當(dāng)于發(fā)動機常規(guī)服役25年的要求。GA570 的典型應(yīng)用案例為高效熱交換器，一方面在相同的耐壓條件下，可實現(xiàn)與常規(guī)AlSi10Mg合金相比更薄的壁厚，更輕的重量，并實現(xiàn)更好的換熱效果。

　　寶航新材料長期專注于鋁合金3D打印新材料研發(fā)開拓，致力于打造國內(nèi)鋁合金3D打印材料研制領(lǐng)先品牌。寶航研發(fā)團(tuán)隊從客戶迫切需求出發(fā)，結(jié)合鋁合金3D打印工藝優(yōu)勢，面向各類應(yīng)用場合開發(fā)了系列鋁合金3D打印新材料：中強鋁、高強鋁、超高強鋁、耐溫鋁、高導(dǎo)熱鋁、陽極化鋁合金等。

　　特別是，HS5601超高強鋁合金抗拉強度達(dá)到620-650MPa，為目前最高強度商用3D打印鋁合金之一；HC200高導(dǎo)熱鋁合金實現(xiàn)抗拉強度、熱導(dǎo)率雙200，結(jié)合3D打印高自由度結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以提供更優(yōu)異的散熱部件增材制造解決方案；PT6301可陽極化合金，突破性的解決了增材制造鋁合金本色陽極化問題，為鋁合金3D打印技術(shù)進(jìn)入3C市場創(chuàng)造了有利條件。

　　面向未來，寶航正在開發(fā)800MPa超高強、高彈性模量、耐超低溫以及高燃燒值等3D打印專用鋁合金材料，更進(jìn)一步拓寬鋁合金3D打印技術(shù)的應(yīng)用范圍。

　　有研增材通過優(yōu)勢制備方法制備出具有高流動性、高松裝/振實密度、極低空心粉、低氧含量的Al-Si系列合金粉末產(chǎn)品。此外，在增材制造用其它鋁合金粉末產(chǎn)品方面，研發(fā)了Al-Sc系列高強鋁合金粉末產(chǎn)品，其中YYAM-Al520力學(xué)性能Rm、Rp0.2和延伸率分別達(dá)到529MPa、504MPa和14%，YYAM-Al550力學(xué)性能Rm、Rp0.2和延伸率分別達(dá)到560MPa、535MPa和12%，YYAM-Al600力學(xué)性能Rm、Rp0.2和延伸率分別達(dá)605MPa、585MPa和11%。

　　目前有研增材的各類鋁合金粉末產(chǎn)品已經(jīng)在航空工業(yè)、航天科技、航天科工、民用手板等領(lǐng)域獲得批量生產(chǎn)應(yīng)用。

　　Al5X1是EOS用于工業(yè)3D打印的高強度陽極氧化鋁合金，該材料兼具高強度和延伸率，只需一步熱處理，無需 HIP（熱等靜壓），企業(yè)能以更低的總成本更快地制造出零件。使用Al5X1 3D打印的應(yīng)用還可以進(jìn)行電拋光和陽極氧化（II 型和 III 型），以獲得外觀（彩色）和耐腐蝕保護(hù)特性。潛在的顏色選擇沒有限制，這對面向消費者的產(chǎn)品非常重要。

　　EOS Al2139 AM可在將近200oC 的高溫下展現(xiàn)出色的性能，是EOS強度最高的AM鋁合金材料。在熱處理狀態(tài)下，Al2139 AM 的抗拉強度約為500MPa（兆帕），在高達(dá)200 °C 的高溫下也具有高強度和良好的耐腐蝕性。由于其快速簡單的單步熱處理程序，用戶可以節(jié)省高達(dá) 88% 的主動熱處理時間。使用該材料生產(chǎn)的部件也可進(jìn)行電解拋光和陽極氧化。

　　CP1是Constellium公司專為增材制造工藝的嚴(yán)格要求而從頭開始創(chuàng)建、定制和設(shè)計的，它避免了制造商在使用其他鋁合金時所面臨的一些挑戰(zhàn)。其特殊的成分包括鋯和鐵，而不同于常見的硅和鎂。僅需進(jìn)行一次四小時的低溫處理過程，這大大節(jié)省了時間和成本，并避免了在高溫處理時可能出現(xiàn)的熱變形，而且它更容易與傳統(tǒng)材料進(jìn)行焊接，更容易根據(jù)需要進(jìn)行陽極氧化和蝕刻。據(jù)3D打印技術(shù)參考了解，該產(chǎn)品已在許多增材用戶中的采用率超過了鋁硅鎂合金。

　　鋁合金材料的種類正以前所未有的速度豐富起來，每一種新材料都以其獨特的性能優(yōu)勢，不斷拓展著增材制造的應(yīng)用邊界。從輕質(zhì)高強到高耐疲勞，從高導(dǎo)熱到耐腐蝕，3D打印鋁合金的多樣化特性正逐步解鎖著無限的應(yīng)用潛力。

　　這些新型鋁合金材料不僅滿足了航空航天、汽車制造等高端領(lǐng)域?qū)Σ牧闲阅艿膰?yán)苛要求，還在散熱系統(tǒng)、消費電子等更廣泛的領(lǐng)域內(nèi)展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。它們不僅提升了產(chǎn)品的性能與質(zhì)量，還推動了設(shè)計創(chuàng)新與制造效率的飛躍。

　　展望未來，隨著材料科學(xué)的不斷突破和3D打印技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，我們有理由相信，3D打印鋁合金的種類將會更加繁多，性能將更加卓越，應(yīng)用領(lǐng)域也將更加廣泛。它們將成為推動產(chǎn)業(yè)升級、實現(xiàn)智能制造的重要力量。九游體育