根據(jù)SmarTech，3D打印行業(yè)目前正在發(fā)生著兩個(gè)顯著的發(fā)展趨勢，第一個(gè)是鋁合金材料的全球供應(yīng)鏈似乎已經(jīng)“越過門檻”，成為支持增材制造技術(shù)的下一代機(jī)遇。

鋁合金的3D打印正在實(shí)現(xiàn)飛躍，追趕鎳合金，不銹鋼和鈦合金。

性能更強(qiáng)，材料更輕

l 鋁合金的開發(fā)邏輯

當(dāng)一種材料相對便宜，但又難以通過3D打印加工的時(shí)候，市場上開發(fā)這種材料以適用于3D打印加工技術(shù)的當(dāng)前動(dòng)機(jī)就變得不足，因?yàn)橄鄬τ?D打印設(shè)備的價(jià)格來說，材料的價(jià)格對最終產(chǎn)品的價(jià)格所起到的作用并不明顯。

不過如果有一種方法，使得這種相對便宜的材料變得容易加工，且所實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品性能可以堪比那些昂貴材料呢？譬如說能夠替代中溫鈦合金的應(yīng)用場景。

這支撐了高強(qiáng)度鋁合金的開發(fā)邏輯。

l  Amaero HOT Al

根據(jù)魔猴網(wǎng)的市場觀察，近日澳大利亞的Amaero宣布其高性能3D打印鋁合金Amaero HOT Al已進(jìn)入國際專利批準(zhǔn)的國家階段（第四階段也是最后階段）。國際專利意味著超過150個(gè)參與國認(rèn)可一項(xiàng)發(fā)明并對其進(jìn)行保護(hù)。這樣，發(fā)明人無需遍歷多個(gè)專利申請就可以在全球范圍內(nèi)認(rèn)可他們的發(fā)明創(chuàng)造。

航空航天領(lǐng)域，鋁合金的應(yīng)用一直存在著一些弊端。鋁合金雖然很輕，但在暴露于高于160°C的溫度的應(yīng)用中往往表現(xiàn)不佳。它們會(huì)隨著時(shí)間的流逝而軟化和老化，因此航空航天領(lǐng)域會(huì)選擇相對較重的金屬，例如鋼或鈦。如何在提升鋁合金的性能，這是一個(gè)值得研究和突破的地方。

半個(gè)多世紀(jì)以來，科研人員已經(jīng)完成了大量工作，以改善鋁合金的耐熱性，使鋁合金能夠承受更高的工作溫度而不會(huì)降低機(jī)械性能。今天，在世界范圍內(nèi)，通過3D打印技術(shù)，新型的鋁合金材料在呈現(xiàn)出快速上升的開發(fā)態(tài)勢，更高的強(qiáng)度，替代中溫鈦合金的可能性，Amaero HOT Al開辟了在性能方面一種獨(dú)特的市場定位。

還拿Amaero HOT Al舉例，這種新型鋁合金可在3D打印后進(jìn)行熱處理和時(shí)效硬化，從而提高了強(qiáng)度和耐用性，使得這種鋁合金在260°C左右的溫度下長時(shí)間穩(wěn)定。最初是由澳大利亞莫納什大學(xué)的研究人員與Amaero合作開發(fā)的，Amaero現(xiàn)在擁有該合金的全球許可權(quán)。

l 蘇州倍豐-Al250C

根據(jù)中國日報(bào)，蘇州倍豐創(chuàng)始人、澳大利亞工程院吳鑫華院士領(lǐng)導(dǎo)莫納什大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)出了牌號為Al250C的高強(qiáng)高韌增材制造專用鋁合金材料，該Al250C材料用于3D打印屈服強(qiáng)度可達(dá)580MPa，抗拉強(qiáng)度590MPa以上，延伸率可達(dá)11%，制備構(gòu)件通過了250℃高溫下持續(xù)5000小時(shí)的穩(wěn)定試驗(yàn)， 相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)常規(guī)服役25年的要求。

l  Aeromet-A20X

根據(jù)魔猴網(wǎng)的市場觀察，國際方面，高強(qiáng)度鋁合金的3D打印領(lǐng)域涌現(xiàn)出諸多的開發(fā)者，總部位于英國的鑄造專家Aeromet International其專利的用于增材制造的鋁合金粉末A20X所制造的零件已經(jīng)超過500MPa的極限拉伸強(qiáng)度（UTS）。A20X是一種鋁 – 銅合金材料，具有精細(xì)的微觀結(jié)構(gòu)，與其他合金相比，具有“更高的強(qiáng)度，抗疲勞和優(yōu)化的熱性能。在測試中，3D打印的A20X粉末材料所制造的極限拉伸強(qiáng)度為511MPa

l  HRL-7A77.60L

鋁合金的3D打印正在獲得更廣泛的開發(fā)，2020年早些時(shí)候，DED定向能量沉積3D打印設(shè)備制造商Optomec宣布了其LENS 3D打印的適用材料方面的進(jìn)步?，F(xiàn)在可以使用Optomec系統(tǒng)來沉積任何鋁合金，包括其最近開發(fā)的具有改進(jìn)增材制造性能的鋁合金。

l  QuesTek

根據(jù)3D科學(xué)谷的市場觀察，南京航空航天大學(xué)幾年前開發(fā)出基于SLM成形的鋁基納米復(fù)合材料，用于激光增材技術(shù)領(lǐng)域，有效的解決鋁基納米復(fù)合材料在激光增材過程中工藝性能與力學(xué)性能不匹配、增強(qiáng)顆粒分布不均勻以及陶瓷相與基材相之間潤濕性較差的問題，使得所獲得的產(chǎn)品具備良好的界面結(jié)合以及優(yōu)異的力學(xué)性能。

總之，在3D科學(xué)谷看來，3D打印用高強(qiáng)度鋁合金材料的出現(xiàn)為原來必須通過鍛造來實(shí)現(xiàn)的零件加工打開了一扇嶄新的大門，結(jié)合3D打印所釋放的設(shè)計(jì)自由度，高強(qiáng)度鋁合金將在包括壓力容器、液壓歧管、托架、高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域獲得想象力巨大的市場空間。