在所有轻量化3D打印材料中，铝合金无疑占据主流位置。从被广泛使用的AlSi10Mg，到代表高强轻量化极限的Scalmalloy®，3D打印铝合金的版图正在越来越精细。 其中有一种铝合金类型却被提起的很少，这就是AlSi7Mg，其国际牌号为F357。相比AlSi10Mg，前者的Si含量稍低而Mg含量稍高，这使其具有更高的强度和延展性——材料密度为2.68g/cm³，不同工艺下的抗拉强度范围为260-430Mpa，断后伸长率为8-12%。 但该材料还有另一个重要性能——导电性。标准AlSi7Mg的电导率通常在17～20MS/m 量级，再结合其密度、强度，使其成为综合性能均衡的一类铝合金，这对于制造轻量化、可承载、能导电的复杂结构零件具有重要的工程应用价值。 3D打印技术参考注意到，金源智能于近日推出了一种升级款的AlSi7MgA新牌号，通过成分微调和雾化工艺优化，在保持原有力学性能窗口的前提下，将电导率提升至25MS/m。 与纯铝相比，后者的电导率虽更高但却不能作为结构件使用；铜合金的导电性能更好，但密度却是铝合金的3倍以上，严重制约了轻量化的实现。 实验数据显示，金源智能推出的AlSi7MgA将电导率相比基础材料提升了1/4，热处理后的横向抗拉强度为269Mpa，断后伸长率达15%，这为工程应用带来了实质改变。 原本需要铜嵌件或表面镀层的导电通路，可以直接用3D打印零件本体承载；采用一体化设计即可实现一个零件替代三个装配件，省去后处理工序，减少装配误差，并释放出原本被连接件占据的宝贵空间。 在航空航天、卫星、高端汽车、电子信息等领域，3D打印的壳体即可作为电气通路使用，结构件本身就能发挥散热性能。这种材料上的突破对于实现功能集成、减轻系统重量、降低成本具有明显效益。 在航空航天方向，AlSi7MgA的可以用于制造卫星热控支架、航空电子舱壳体等结构件，减重效果明显。 在5G通信与射频领域，可以制造功能集成的电气外壳、电磁屏蔽罩等，压缩装配误差，提升射频一致性。 在数据中心领域，可成型微通道液冷板与TPMS晶格散热器。 在新能源汽车方向，可一体3D打印电池包冷却板与结构支撑，电控外壳同时兼顾电磁屏蔽与散热，减少外挂模块。 可以看出，铝合金3D打印材料的细分品类已经越来越多。金源智能在AlSi7MgA粉末制备上采用真空气雾化工艺，对粒度分布、氧含量及批次一致性进行系统化管控。氧含量的严格控制直接影响电导率的稳定性——这是从实验室单批数据走向量产交付的关键约束，也是高导电性能能否在实际零件上稳定复现的前提。

近日，新型高性能3D打印铝合金Scalmalloy® EX正式登陆国内。 它同样由空客旗下旗下APWorks公司开发，是在经典Scalmalloy®基础上定向研发的特种牌号。它在保持铝镁钪系优异的轻量化、耐腐蚀和成型稳定性的同时，将性能重心转移至热学与电学性能。 据3D打印技术参考了解，该牌号材料已由中国独家授权代理商中体新材负责生产与销售。 核心性能接近翻倍 经典的Scalmalloy®铝合金曾一度是其他品牌材料追求的标杆，其在强度、延展性、耐疲劳性等方面表现均衡。 但随着3D打印技术的应用越来越细分，专用材料正处于发展的拐点，来自航空航天、国防、散热等领域对高导热性、屈服强度、抗疲劳等材料性能有新的需求。 ➡️导热、导电系数接近翻倍 对于Scalmalloy® EX来说，其导热系数达218 W/(m·K) ，这一接近纯铝（238 W/(m·K)）的性能足以使其在3D打印铝合金中处于第一梯队。相比来说，行业常用的AlSi10Mg导热系数仅约110–130 W/(m·K)，传统的Scalmalloy RP为116 W/(m·K)）。 在导电性能方面，其电导率为30 MS/m，是传统牌号的2倍以上，电阻率仅0.033 μΩ·m，这也使其成为3D打印铝合金中导电性能最优的材料之一。 ➡️兼顾可打印性与服役可靠性 此外就是可打印性和塑性的保留。该材料适用于LPBF激光粉末床熔融工艺，打印性能稳定，可在产线中直接使用。 15%的延伸率在高导热铝合金中同样具有优势，多数此类材料通常以塑性为代价换取高导热性，而Scalmalloy® EX兼顾了导热性与服役可靠性。而且该材料还继承了传统牌号的耐腐蚀性，可适配恶劣工况。 新铝合金应用亮点 APWORKS指出，Scalmalloy® EX的高导热高导电特性，使其适用于对电气、热性能和重量具有高要求的场合，并借助3D打印技术实现超越传统合金和加工限制的设计。 该合金最直接的应用价值在于热管理领域，借助3D打印可实现冷板、热交换器和散热器的一体成形。 凭借材料本身的高导热特点，以及集成的复杂内流道、TPMS晶格等结构，可使整体器件的散热性能大幅度提升。此外，还可以使用该材料3D打印集成冷却或EMI功能的外壳。 在导电应用方面，Scalmalloy®材料已经被用于无源射频组件中的波导制造，Scalmalloy® EX更高的导电系数不仅能提升器件效能，同时能作为单一材料实现导电与轻量化的统一，是天线、波导、滤波器等射频组件理想3D打印材料。 材料分层越细，设计空间就越大 前文我们提到，3D打印技术的应用越来越细分，通过这种形式，终端产品的效能提升就越明显。 3D打印技术参考了解到，中体新材近期系统披露了其3D打印铝合金粉末的完整产品体系与产能布局。其将铝合金粉末产品划分为三个层级——基础量产、功能导热、超高端高强，对应从原型试制到特种工况的全场景应用。 其基础量产产品为AlSi10Mg和 AlSi7Mg，它是当前工业级3D打印铝合金的通用系列，中体新材持续保持行业领先的出货量。 Scalmalloy®EX、CNPC-Al0407是其推出的功能导热系列，兼具导电、韧性和结构功能一体化。 超高端高强系列包含自研的CNPC-Al0436、CNPC-M1、CNPC-Al34三个牌号，以及Scalmalloy® 经典款，满足航空航天等领域对高强度、轻量化的极致需求。 但面对眼花缭乱的材料体系，用户很可能就会犯难，“我该如何选择”？中体新材给出的策略是从性能出发匹配需求，最终的目的是让用户清晰挑选出最适合自己的材料。 万吨产能与质量保障 金属3D打印技术的应用已经进入了新阶段，随即带来的一个重要问题就是材料产能不足。这也是笔者在此前提到的，多家材料商正在加紧扩建厂房的重要原因。 ➡️万吨产能布局覆盖中外 中体新材的布局在其中格外引人瞩目。2025年，该公司建成年产1500吨LPBF专用铝合金粉末智能化产线；年底，其完成新一轮股权融资，并开启8000吨粉末产能提升计划，新厂区一期项目预计2026年底投产；此外，它还在美国加州建设立足欧美市场的生产基地。 这些布局使中体新材的整体产能达到了万余吨，而规模化的效应能够帮助解决3D打印材料产能瓶颈高、应用成本贵、响应速度慢的行业痛点。 ➡️高质量制造为本，全流程溯源 产能的大增是建立在高质量制造的前提之下的。中体新材自研AMP 先进雾化工艺，能够实现多元素成分的精准控制，材料在粒度、形貌、力学试样等方面具有极高的批次稳定性。 此外，其LPBF工艺专用材料范围的成品收得率为60%，是行业均值的1.5-2倍，这将使其产品具有更高的成本竞争力，对工业大批量生产更具吸引力。 另一个被容易忽视的点是全流程的溯源管控能力，材料商如何向用户证明包括绿色环保等在内的一系列属性？从原材料选购、入库、生产加工到成品出库的全流程溯源就是最好的证明。 在如今激烈的3D打印材料竞争中，能够拿到Scalmalloy®的授权对于品牌商来说是极大的信任度加分项。它并非仅被授权销售，更包括材料生产，这意味着企业本身具备对高性能粉末的研发与制造实力。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经授权，谢绝转载。#铝合金 #3D打印

笔者注意到，来自香港城市大学吕坚院士团队、北科大、南科大的联合团队，于日前开发出了一种新型3D打印铝合金。 它的特殊之处在于，在常温-400℃的宽域温度范围内，该合金的极限拉伸强度，均要高于当前常见的其他3D打印铝合金以及传统铸造和锻造合金。 研究人员将其描述为，兼具高强度、高韧性、高耐温的特点。 新型铝合金具备低成本和绿色属性 该新型铝合金的化学成分为Al-7.44Si-2.34Fe-1.79Mn-1.12Ni，不包含稀土元素，使其成本较低。 研究人员指出，他们开发了一种简便且经济可行的策略，利用可回收铝合金中常见的杂质元素（Si、Fe、Ni和Mn），就可以开发出这种材料。这也使这款铝合金增加了绿色属性，使其具备了优先被3C电子行业应用的潜质。 新型铝合金性能突出 采用优化工艺的打印样品致密度可以达到99.99%，体现出优异的可打印性。 材料在高温下的组织演变会直接影响性能。研究人员对200°C、300°C和400°C条件下材料的相组成进行了研究。 发现该铝合金在低于300°C时，微观结构基本保持不变；而在400°C暴露168小时后，晶粒仅有细微变化。与之相对比的AlSi10Mg，组织结构出现了明显变化。 可以预测，这种新材料具有高温下的热稳定性，进一步的力学测试证明了这一观点。 在25°C时，其屈服强度约440MPa，极限拉伸强度约582MPa，且断裂伸长率为7.2%。这种优异的强度、延展性平衡特点，与锻造7xxx系铝合金相当，并且超过了大多数3D打印铝合金。 研究给出的该合金在宽域温度范围内的极限拉伸强度具有明显的视觉冲击力，其数据完全覆盖了助力铝合金在各温度段的强度值。 在200℃时，其极限拉伸强度约400Mpa；在300°C下为263MPa，而多数铝合金的在该温度下的强度不超过200Mpa；即使在400°C下，它的抗拉强度也能达到114Mpa，略低于其他耐热铝合金在300°C的强度。 可以看出，与此前报道的L PBF工艺3D打印的高强度铝合金及传统工艺相比，这种新开发的铝合金在室温和高温下，均表现出明显优越的机械性能。 NASA与Elementum 3D开发的3D打印铝合金喷嘴 单凭这一点，该新型铝合金的性能就已经非常突出。 研究人员还对材料的高温蠕变行为进行了研究。在400°C、25-40 Mpa的应力下进行拉伸测试，与此前报道的铝合金相比，这种耐热铝合金表现出低稳态蠕变率，展现出更优越的抗蠕变能力。 但研究同时也指出，这种新材料的抗蠕变能力可能不如某些铸造合金，如AlCuMgAgSc，但后者通常依赖昂贵的元素。相比之下，港城大研发的这种新材料在宽域温度范围内提供了可靠的性能，而且不需要后热处理，这也显示出这种新材料的独特优势。 潜在应用分析 研究还给出了这种新型铝合金的应用前景分析，通过打印的拓扑优化薄壁燃烧室壳体，证明它可以用于航空航天发动机或能源动力领域。如果你认为铝合金不能用于发动机制造，那么NASA在2023年就成功测试一款3D打印的铝合金发动机喷管。 另一个展示的部件是涡轮增压器叶轮和阀体，前者是汽车或航空发动机的典型高温选择部件，工作温度可达200-300°C以上，要求材料具有高温强度、抗蠕变和抗疲劳的性能。阀体应用则证明该材料适用于对复杂流道和轻量化有要求的工业部件。 而且，这种合金不仅性能优异，而且可打印性强、成本低。 END 铝合金作为关键的结构材料对于轻量化应用至关重要。但工业用铝合金在300-400℃的高温下耐热性和临界强度低，限制了其应用范围。这一新开发的铝合金在保持优秀的常温和高温机械性能外，兼具轻量化属性，为开发适用于热机械环境的高性能部件提供了新的选择。 实际上，研究明确说明由他们开发的先进铝合金已经实现了商业化，在海洋工程和航空航天系统等领域已经得到应用。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经授权，谢绝转载。#增材制造 #3D打印

3D打印技术参考注意到，来自英国伦敦大学的一个研究团队，近日开发出一种新型的3D打印铝合金材料，成分包括Al、Ni、Ce、Mn、Fe。与 AlSi10Mg等现有标准材料不同，这种新材料不仅更易于打印，而且还具有更高的机械性能。 与相同打印工艺制备的AlSi10Mg合金相比，该新型合金的屈服强度提高了70%，抗拉强度提高了50%。同时，残余应力保持在32MPa以下的较低水平。 研究人员指出，高质量打印部件的开发“必须从材料入手”，而不仅仅是工艺控制。 新型铝合金的设计目标是实现低开裂敏感性和高热稳定性。铝合金在高温下强度下降通常是由于组成相溶解、析出相析出以及晶粒粗化所致。 为了克服这些影响，研究团队选择了在铝中扩散性和溶解度较低的合金元素，即Ce、Fe、Mn和Ni。选择Ce是因为它可以通过形成共晶体来改善熔体流动性，并形成能够抑制晶粒粗化的金属间化合物。由于Fe是铝中不可避免的杂质，因此在合金中添加了少量Fe，含量为0.3wt%。Mn和Ni有潜力通过形成热稳定相来提高Al-RE体系的强度。 新设计的铝合金在打印过程中，在仅2.8℃的极窄温度范围内凝固，形成了极其精细的微观结构，晶粒内部包含尺寸小于200纳米的共晶晶格结构，合金组织中发现五种金属间相，这使得材料的性能得到了提升。 文章指出，AlSi10Mg的屈服强度约112±16MPa，极限抗拉强度约279±21MPa，而打印态的新型铝合金屈服强度为191±26MPa，极限抗拉强度提高至421±17MPa，延伸率为15%，在沉积态下表现出优异的强度与塑性平衡。 在打印引起的残余应力方面，该合金也表现优异。激光能量沉积3D打印涉及快速冷却和复杂的热处理条件，这些因素对最终部件的性能影响很大。 先前的研究表明，激光定向能量沉积（DED）铝合金的残余应力最高（110 MPa），约为其屈服强度的35%，而电弧定向能量沉积铝合金的最大应力（130 MPa）甚至可以达到其屈服强度。相比之下，本研究中铝合金的残余应力估计值极低，小于32MPa，不到屈服强度的16%，这将降低其开裂敏感性和形状变形。 残余应力主要来源于冷却过程中的热收缩以及周围材料的机械约束。在定向能量沉积（DED）加工过程中，由于DED打印过程中较高的热梯度和快速的温度波动，局部加工应力可达60MPa，超过最终残余应力。 新合金具有2.8°C的窄凝固范围和仅0.028%的线性凝固收缩率，比Al6061低一个数量级。冷却过程中热收缩的显著降低是导致合金残余应力低的主要原因。 虽然样品尺寸也会影响残余应力，导致应力水平较低，有报道称采用类似成型尺寸的DED制备的铝材却表现出更高的残余应力值，这进一步显示出这一合金的优势。 Relativity Space采用铝合金3D打印 这项研究的方法也十分出色。研究团队结合了同步辐射X射线分析和红外成像技术，实时追踪了打印过程中温度变化、相形成和应力累积情况。这项工作不仅为3D打印提供了一种新材料，也为未来如何专门针对增材制造工艺开发合金提供了一个范例。 该研究成果以“Mechanical and in situ thermal-related behavior during directed energy deposition additive manufacturing of a high-performance Al alloy”为题发表于《国际极端制造杂志》（International Journal of Extreme Manufacturing）。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。#增材制造 #3D打印

3D打印技术参考注意到，俄罗斯铝业公司（RUSAL）于近日宣布成功研发一款突破性的新型3D打印铝基复合材料。 该铝基复合材料被命名为RS-770K，通过将铝基体与陶瓷颗粒相结合，材料的抗拉强度达到了615MPa。这比俄铝此前开发的RS-553合金（含有高比例的稀土钪）的强度提高了30%。 应当关注的一个要点是，俄铝将这款新材料与此前添加了高比例的稀土的牌号进行了对比，是否意味着其并未添加稀土元素却并不能确认。添加稀土元素是当前实现超高强3D打印铝合金粉末开发的主流手段，可以使材料的抗拉强度超过550MPa甚至600MPa，而稀土会显著增加粉末成本。 国产3D打印高强铝亮点材料 3D打印技术参考注意到，威拉里在2024年TCT亚洲展推出了一款名为A60X的3D打印高强铝合金，试棒热处理态能够始终保持抗拉强度≥600MPa，屈服强度≥550MPa。而且其强调该材料未使用高价值原材料进行配料，有效控制了粉末成本。 A60X打印性能及重复性验证数据结果（热处理态） 3D打印技术参考关注到的另一品牌的3D打印高强铝，是创材深造借助AI技术开发出的CA224H与CA750H，这两款材料均于2025年TCT深圳3D打印展推出，不仅都解决了材料打印易开裂的难题，同时具备高强度。此外，这两款材料当时公布的价格仅为300元/公斤和350元/公斤的低价。 CA224H材料经过热处理后抗拉强度可达550MPa，延伸率14%，疲劳性能达到210MPa*10^7；CA750H材料经热处理后抗拉强度可达575MPa，延伸率可达11%，疲劳强度高达260MPa*10^7，两款材料均满足全球航空标准。 2025高强铝3D打印亮点应用 作为重要的结构金属之一，铝的密度约为钢的三分之一，钛的五分之三。超高强铝合金能够在保持轻量化的同时，使强度值向另外两种金属趋近，能够进一步拓展轻量化组件的应用范围。 2025年超高强铝合金应用的一个典型案例，是比亚迪与铂力特合作使用金属3D打印技术打造了超高强铝合金仰望U9X车身，平衡了轻量化与结构性能的矛盾。从零件的位置展示可以看出，所制造的铝合金部件已经属于较大尺寸，打印过程存在变形风险。而铂力特表示，其实现了0.03mm级的微米精度打印。通过工艺参数动态补偿算法，解决了大尺寸薄壁结构热变形难题。 12月3日，3D打印技术参考从苏州倍丰了解到，该公司宣布在高强铝合金增材制造领域取得重要突破，实现了6061和7075铝的无裂纹、可量产且性能稳定的批量3D打印。 因为锌和镁的含量高，7075铝合金热裂的倾向非常强烈，在行业里通常认为无法直接进行激光3D打印。倍丰智能的突破在于，其量产样品不存在沿晶裂纹，或微裂纹情况，组织致密完整。在此基础之上，实现了500MPa的抗拉强度以及8%-11%的延伸率，性能可靠，可满足高端消费电子对高强度、轻量化和高外观质感的一体化金属结构的需求，将使航空航天与消费电子领域拥有更高信心使用该合金，从而开拓出更多应用。 倍丰无裂纹6061 LPBF试样经热处理之后，抗拉强度约392–396MPa，断裂伸长率为9%–13.5%，适用于结构减重以及复杂拓扑零件领域，可当作高强壳体、导热结构、减重底座的材料选择。 END 铝及铝合金被认为是增材制造技术在下一阶段发展中最具前景的材料，有望应用于大批量和系列生产。这主要是因为铝具有优异的机械性能，且价格远低于钛等同等轻质金属。俄铝指出，RS-770K的特殊性能弥补了增材制造领域在保持铝材轻质特性方面的关键空白，为高性能应用领域的增材制造开辟了新的天地。 RS-770K是俄罗斯铝业公司研发部门开发的首款3D打印复合材料。此前，该部门已研发出十余种用于增材制造的铝合金，所有这些合金都旨在提升关键性能，例如强度、耐热性和屈服强度，使其超越行业标准的AlSi10Mg粉末。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。#增材制造 #3D打印

近日，欧洲两项关于3D打印热交换器的消息引起了3D打印技术参考的特别注意。一则是空客与知名热交换器3D打印开发商Conflux合作，参与名为ZEROe的下一代商用飞机开发项目；另一则是由知名陶瓷3D打印技术开发商Lithoz参与的“TRIATHLON”重大科研项目，取得了阶段性成果。 这两则消息，均面向解决氢能作为航空动力的热管理问题，分别使用金属和陶瓷3D打印技术制造先进热交换器。 氢能动力下的散热要求 从长远来看，氢能有望成为推动航空业低碳转型的关键清洁能源，并有望为航空运输带来堪比新能源汽车对汽车行业的革命。为此，空客的目标是将氢动力商用飞机推向市场，并于2020年启动启动了一项名为ZEROe的项目；欧盟则从2024年发起了TRIATHLON项目（空客未参与）。 下一代航空器对热交换器提出了极致要求：必须在极低的重量和体积下实现极高的换热效率。同时，面对氢气的易泄漏特性和液氢的极低温挑战，热交换器必须具备万无一失的可靠性与安全性。 3D打印技术参考查询到，无论是将液氢转化为动力，还是管理电力系统产生的巨量废热，都离不开热交换器。它已从传统飞机的辅助角色，跃升为“热管理中枢”，其性能直接决定了飞机的效率、安全与可行性。 金属3D打印交换器，突破散热极限 Conflux是全球领先的采用3D打印技术开发热交换器的企业，它正通过一系列颠覆技术，为航空航天、汽车、半导体等高精尖领域提供前所未有的解决方案。 该公司首席执行官Michael Fuller表示，“我们与空客的合作标志着增材制造在可持续航空领域的应用迈出了重要一步。热管理是氢动力推进的核心事项，我们的专业知识正在助力这项技术从实验室走向飞行。”空客目前正在评估Conflux在1兆瓦以上燃料电池组件内的3D打印热交换器。 Conflux于2015年获得专利的首款热交换器设计。与传统制造的赛车热交换器相比，其散热性能提高了 3 倍，压降降低了 1/3，同时还具有其他令人印象深刻的改进。 根据2025年4月的报道，Conflux参与了澳大利亚AMSL Aeros氢动力垂直起降电动飞机的冷却系统的开发，该飞机的飞行距离可达1000公里。 传统制造无法实现的复杂几何形状和微观特征推动了3D打印热交换器的发展，翅片和薄壁设计可适应整个热交换器中不断变化的流体动力学。 热交换器的性能随着壁的变薄而提高。薄壁允许在不增加阻塞的情况下增加表面积，或者在不增加压降的情况下保持表面积并减小零件尺寸。薄壁也意味着较低的零件质量，这是许多客户的关键考虑因素。激光粉末床熔融技术可以制造厚度不到1mm的薄壁结构，使热交换器的性能提高成为可能。 采用微管芯的热交换器原型，采用该公司先进的构建参数开发 Conflux增材制造工程师Ian Fordyce博士强调，““对于高性能热交换器，我们一直在努力使壁和翅片尽可能薄，我们处理的厚度与粉末的粒径和激光光斑尺寸处于同一数量级。因此，小至10微米的误差对我们来说意义重大。这可能会减少我们可以放入热交换器中的翅片数量，并影响表面粗糙度并增加壁厚，所有这些都会降低热交换器的热性能。” 3D打印的紧凑型热交换器 Conflux 3D打印热交换器在汽车变速箱应用中的展示 AlN陶瓷热交换器，一种新选择 以上内容讲述的是金属热交换器，那么必须要使用金属吗？3D打印技术参考注意到，知名陶瓷3D打印技术开发商Lithoz于9月10日宣布正在开发和制造一种由氮化铝(AIN)制成的3D打印陶瓷热交换器，用于兆瓦级飞机的氢电推进系统。 氮化铝热交换器是未来氢动力系统的技术赋能者，将有助于航空业解决碳排放问题，提高系统效率和可持续性，同时减少维护成本并节省数十万欧元的成本。 Lithoz公司的氮化铝热交换器 为推动氢动力系统在航空领域的应用，欧盟发起了名为“TRIATHLON”的重大科研项目，核心目标是通过3D打印技术开发氮化铝陶瓷换热器，解决传统低温氢泵依赖问题，提升航空系统效率并降低成本。Lithoz是TRIATHLON项目的成员之一。 该创新应用由Ergon Research设计，基于热力学驱动的控制管理。它充分利用了Lithoz的LCM（基于光刻的陶瓷增材制造）CeraFab System 打印机和材料的精确度和可扩展性。 与传统的热交换器不同，TRIATHLON基于陶瓷的解决方案无需使用高能耗的低温氢泵。AIN因出色的热膨胀系数和导热率成为解决这些高性能组件热管理问题的理想材料，并实现了紧凑、轻量化的系统架构，这对于电气化航空至关重要。 Lithoz公司的AIN陶瓷3D打印样件 Lithoz的先进陶瓷已在航空航天工业和其他高应力领域得到验证。LCM打印的AIN具有出色的耐热性和机械性能，在低于600°C的温度下对氢的稳定性，可实现高精度、高表面积设计和卓越的导热性，确保在最小空间内实现最大的热交换——这对于下一代氢电系统都至关重要。 Lithoz首席执行官Johannes Homa 博士就该项目迄今为止取得的成功表示：“实现氮化铝的批量生产对航空航天业来说是一个重要的里程碑。这种材料开辟了目前其他公司无法实现的设计和应用可能性，将为航空业更绿色的未来做出了决定性的贡献。” 据了解，空客ZEROe飞机将配备由氢燃料电池驱动的电动螺旋桨推进系统，该系统通过化学反应将氢气转化为电能。该反应的唯一副产品是水，这意味着只要氢气是使用可再生能源生产的，整个过程几乎是碳中性的。飞机将配备四个螺旋桨，每个螺旋桨都由各自的燃料电池堆驱动。#增材制造 #3D打印 #热交换器 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。

随着航空航天与消费电子对高性能铝合金材料需求快速增长，苏州倍丰智能科技发布自研GA系列高强铝合金，涵盖GA570、GA520和GA480三款高强铝合金材料： GA570以其在250℃高温下5000小时服役测试的出色表现，成为航空热端结构件的理想材料选择； GA520与GA480不仅保持了高温稳定性与高强特性，更专为消费电子轻量化设计，具有优异的可打印性、阳极氧化性能，还具备显著的成本控制优势。 完备产业链支撑，从粉末设计到构件制造一体化交付 倍丰智能具备粉末成分设计—高纯雾化制备—增材打印—热处理工艺开发的全流程技术体系，公司自主掌握的高纯气雾化粉末制备与智能参数优化平台，确保GA系列材料具备批次性能一致性高、工艺适配范围宽、热处理简便节能等显著优势，支持复杂构件的一体化快速交付与批量制造。 航空航天与3C领域全能高强铝合金解决方案 由倍丰团队开发的GA570、GA520与GA480三款高强铝合金，均为增材制造专用铝合金材料，在250℃以内均表现出优异的热稳定性和结构强度，广泛适用于航空航天与消费电子领域。 三者抗拉强度在485–570 MPa之间，延伸率达12–17%，满足高温载荷结构和精密轻质件的双重需求。其中，GA570已在航空热交换器、舱段壳体等发动机服役环境中完成验证，而GA520和GA480则在智能终端结构件、散热器、花鼓、可穿戴设备等3C场景中实现了批量应用。 其中GA480在保有强度优势的同时，特别优化了阳极氧化性能，可呈现细腻均匀的金属质感表面，成为对外观品质要求较高产品的理想选材。三款材料均具备良好的打印适配性和简化热处理工艺，支持复杂构件的高效制造和大规模工程化应用。 GA480阳极氧化色差表 倍丰科技在高强铝合金领域持续深耕，通过材料成分设计、气雾化粉末工艺、打印工艺参数包与后处理热处理一体化开发，构建起“材料–工艺–应用”全链条解决方案。未来，公司将进一步推动GA570/GA520/GA480在航空航天、3C消费电子的应用，助力中国制造在高性能轻质材料领域实现突破。 #增材制造# #3D打印#

近日，中车研究院联合北京工业大学王义朋教授团队、融速科技采用电弧熔丝增材制造（WAAM）技术，成功完成国内首件铝合金高速列车车头窗框结构件的试制。该结构件重约260kg，长度约2400mm，宽度约900mm，采用5087铝合金丝材打印成形，历时15天。 传统高速列车车头窗框结构件由5083铝合金板材减材加工制造完成，板材利用率仅为12.9%。为提高材料利用率，降低制造成本，中车研究院在位于北京长辛店的先进成形实验室，利用自主搭建的电弧熔丝增材制造平台，通过精确控制金属熔滴过渡与熔池流动，优化沉积路径和控制层间温度，抑制了铝合金沉积过程中层间未熔合缺陷，解决了大尺寸结构件成形过程中残余应力累积和变形开裂的难题，确保了铝合金构件打印精度和材料性能的一致性，实现了高速列车车头窗框结构件的高效一体化成形，力学性能优于标准要求。 这一突破性进展不仅验证了WAAM技术在轨道交通大尺寸复杂结构零部件制造中的可行性，更标志着我国在轨道交通装备大型构件增材制造领域迈出了关键的一步，为后续开展装车试验等系统验证奠定了重要基础。

3D打印可以高效生产结构-性能集成的铝合金部件，满足了航空航天和汽车工业长期需求。然而，高强度铝合金具有高开裂敏感性，实现高强度铝合金的近全致密增材制造仍然是重大挑战。 3D打印技术参考注意到，来自中科院金属所的研究人员于近日取得新突破，他们通过LPBF工艺设计并制备了一种Al-Fe-V-Si-Sc合金。LPBF过程中极高的冷却速率和热梯度促进了特殊分级异质结构的形成。位于熔池中心的非晶/晶体复合结构以及存在于熔池边界的纳米级析出物可以为该合金提供强化，使其在室温和高温下都呈现出超高强度。 研究人员使用优化的工艺参数3D打印预合金Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si-0.3Sc粉末，相关检测未发现明显的裂纹、未熔合等冶金缺陷，材料的致密度达到了99.9%，成功制造了无裂纹和接近全致密的合金样品。 样品在325°C下人工时效2小时后空冷，通过显微硬度和拉伸试验评估3D打印铝合金的机械性能。结果显示，热处理样品的不同区域的显微硬度与已报到的同类合金相比得到明显强化。究其原因，是因为LPBF过程极高的冷却速率（∼105–107K/s)，在合金内诱导形成了多尺度相，有利于抑制裂纹的萌生并阻碍其扩展，从而提高合金的变形抗力。 (a) 在不同热输入条件下高速相机拍摄的熔池堆叠图像。(b) 用最佳参数制造的热处理样品的3D显微组织图像。(c) 复杂结构样品的宏观图像。(d) 与BD平行的热处理样品的SEM图像。局部放大的SEM图像：(e) 熔池中心和(f) 熔池边界。(g–i) 与BD平行的热处理样品的EBSD结果：(g) 逆极图（IPF）图，(h) 晶界分布和(i) 核平均旋转（KAM）图 3D打印的Al-Fe-V-Si合金铝合金在20°C到400°C范围内表现出优异的机械性能。不同温度下样品的应力-应变曲线显示： 在20°C时合金表现出超高的强度，抗拉强度为865±11.5MPa，屈服强度为649±17.5MPa。这些数值超出了多种LPBF铝合金已报道的数值。 样品的强度随温度变化，与其他3D打印耐热铝合金相比，该合金在不同温度下表现出更高的抗拉强度。 在300℃时的抗拉强度和屈服强度分别为463MPa和431MPa； 在400℃时的抗拉强度和屈服强度分别为225MPa和191MPa。 (a) 熔池中心和边界处的硬度分布。(b) 不同温度下的工程应力-应变曲线。(c)不同3D打印铝合金在室温条件下抗拉强度与延伸率对比 (d) 不同温度下多种3D打印铝合金的抗拉强度对比 因此，通过合金化Sc并充分利用LPBF工艺的特性，研究人员开发出一种具有超高强度和耐高温的铝合金。热处理后的LPBF Al-Fe-V-Si-Sc合金的超高强度可以归因于多种强化机制，包括Orowan、过饱和固溶体、高密度原子团簇、高密度位错和HDI硬化。同时，成功制造了具有复杂晶格结构的典型零件，表明该合金具有良好的打印性能，该合金的断裂延伸率可能会是日后需要改善的重点。 推荐：Ultrahigh strength heat-resistant Al-Fe-V-Si-Sc alloy fabricated by laser powder bed fusion

面对航空航天、轨道交通等领域对结构轻量化的迫切需求，“轻质高强材料+结构优化设计”已成为先进制造业发展的核心方向。高强度铝合金激光增材制造技术正在成为解决航空航天、汽车、高铁等领域复杂轻量化构件成形难题的有效途径。 然而，传统2xxx与7xxx铝合金增材制造面临“易热裂、强韧性低且性能分散”的问题，可用于增材制造的商用铝硅系合金力学性能不足，难以满足极端工况下核心零部件对优异综合力学性能的要求，不利于铝合金零件的可靠服役。此外，现有增材制造高强铝合金存在易开裂、残余应力集中、力学性能各向异性等问题，严重制约其产业化应用。 基于上述背景，中车研究院先进成形技术研究室于2020年提出了基于裂纹抑制与强韧化协同的增材制造铝合金成分设计方法，并研制出550MPa级高强铝合金材料和成形工艺。但近年来，随着市场对铝合金零部件强度要求的不断提升，研发团队经过持续迭代和探索，在第一代材料体系基础上，深入研究了Al-Si共晶补缩与Sc-Zr晶粒细化的协同阻裂机制，建立了Si含量与Sc-Zr含量的当量匹配关系，系统揭示了Si、Sc元素含量对铝合金裂纹敏感性、强度和塑性的影响规律。通过精确调控Si、Sc元素配比，在有效抑制裂纹形成的同时，显著提升了析出强化效果，所得析出相呈细小弥散态，均匀分布于晶界及晶内区域，从而确保材料在高载荷条件下的变形稳定性；同时通过优化Mg、Mn元素配比，协同提升了固溶强化与第二相强化效果。最终成功研制出各向同性、延伸率超过10%的600MPa级超高强增材制造铝合金材料。 600MPa级超高强铝合金粉末材料采用真空感应熔炼惰性气体雾化（VIGA）技术制备，具有优异的物理特性：粒径分布窄、球形度高、空心粉率低、氧含量超低，且批次稳定性良好。 600MPa级超高强铝合金材料具有近全等轴晶粒组织，晶体学取向呈随机分布，晶粒尺寸呈现微米级粗晶与亚微米级细晶共存的双峰分布特征。团队同步探索了时效热处理工艺，实现了纳米尺度强化相的均匀弥散析出，同时有效抑制了初生相的粗化行为，时效工艺的精确调控显著降低了熔池边界处的应力集中现象，解决了增材制造高强铝合金材料沿沉积方向拉伸塑性低的难题，获得了各向同性力学性能。 600MPa级超高强铝合金EBSD图：(a)IPF；(b)晶粒尺寸；(c)极图 基于“材料-工艺-组织-性能-应用”全流程协同优化理念，团队针对大尺寸高强铝合金零部件增材制造过程中存在的残余应力累积和变形开裂的难题，开发了融合动态能量调控、分区路径规划和低氧循环系统的综合解决方案，实现了热输入精确匹配、热应力有效分散、组织均匀性显著提高，为高性能铝合金零部件制造提供了可靠工艺保障。 600MPa级超高强增材制造铝合金形性调控技术不仅突破了铝合金强度-塑性的协同极限，更攻克了复杂结构制造的工艺瓶颈，为轨道交通、航空航天等高端装备领域高性能、高复杂度、高精密轻量一体化零部件制造提供了创新性解决方案。