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        新突破:國內研發出超600MPa超高強3D打印鋁合金
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        在航空航天等領域,利用金屬3D打印技術實現快速研發測試驗證進而縮短研發周期、成形復雜結構制造解鎖設計潛力、多零件集成一體化制造提高性能等突出優勢,已經取得一系列里程碑式進展。如近期大放異彩的,由我國民營火箭公司星河動力北京空間科技有限公司研制的:50噸級“蒼穹”液氧/煤油發動機,就大量采用了金屬3D打印技術制造的零件。


        航空航天以其要求的高可靠性、高性能以及輕量化,對材料提出了極高的要求,目前航空航天金屬3D打印主流應用的是:鈦合金、高溫合金和鋁合金三大材料體系。在鈦合金領域,TC4、TA15等材料得到批量應用;在高溫合金領域,GH4169、GH3625等材料得到批量應用,并且如GH3536、GH5188、GH4099等新材料也進入測試應用階段;反之,在鋁合金領域,雖然有少數零件可用AlSi10Mg來打印應用,但應用所要求的高強度鋁合金一直缺乏實際案例。可以說,業界也迫切需要輕量化的高強度鋁合金能夠發揮作用。


        航空發動機的主要材料組成


        近幾年,國內國際不少企業均推出了高強鋁3D打印材料,成分體系各有不同。如空客推出的Scamalloy,可實現抗拉強度520MPa的性能;HRL實驗室推出了納米強化的7075,據稱極限抗拉強度超過600MPa;蘇州倍豐推出了Al250C,可實現抗拉強度570MPa的性能;上海交通大學王浩偉教授研制出的高性能陶鋁復合材料粉末,可實現最大抗拉強度超過540MPa;中車研究院推出了專用高強鋁粉末材料,抗拉強度穩定超過560MPa;長沙新材料院推出了AlMgScZr,室溫拉伸強度535MPa。此外,也還有部分其他粉末廠家也宣稱能夠提供高強鋁粉末產品,并推向市場。可以看出,500MPa的高強鋁粉末研制已經突破瓶頸,但對于更高性能的高強鋁材料卻鮮有報導。



        近日,3D打印技術參考獲悉國內領先的鋁合金3D打印材料制造商--江西寶航新材料有限公司,已經成功研制了超高強度鋁合金HS5601。這是一種適用于SLM工藝的超高強度鋁合金粉末材料,其抗拉強度達到620Mpa,斷裂延伸率8%。該材料同樣為AlMg合金體系,相較于AlMgScZr而言,其具有更高的強度,有望應用于航空航天及國防軍工領域對高性能材料的特別需要。下表是該材料與AlSi10Mg以及500MPa鋁的性能對比:



        第三方檢測數據顯示,打印態的零件抗拉強度通常在460-470MPa,經熱處理后,強度穩定達到630MPa以上。


        據進一步了解,HS5601超高強度鋁合金粉末有望能夠幫助解決航空航天等尖端應用部門對輕質高強材料的特別需要。目前,寶航新材料已經能夠批量該材料,并已于2022年2月份面向客戶提供粉末樣品,并可提供工藝參數方面的指導。而且,公司有計劃研制更高強度如800MPa的鋁合金3D打印材料!


        在金屬3D打印材料國產化的浪潮下,正不斷有新的3D打印材料和優質供應商涌現,在此也希望國內的應用部門加強和3D打印設備、3D打印材料等企業的合作,共同助力我國制造業的轉型升級!

        更新日期:2022-02-25 | 返回 | 關閉
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