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    3D打印材料高强度铝合金,你不知道的潜力材料

    点击次数:15 更新时间:2020-12-04

    近日,相关报道显示,铝合金材料成为支持增材制造技术的下一代机遇,它正在飞速发展,追赶镍合金,不锈钢和钛合金。

    根据SmarTech的数据显示,铝合金占金属3D打印中所有金属粉末的消耗量(按体积计算)从2014年的5.1%逐渐提高到2026年的11.7%左右,铝合金在汽车行业的10年复合增长率在51.2%。

    3D打印技术,3D打印材料.png

    铝合金价格相比其他合金来说更便宜,但在3D打印加工过程中存在困难。就拿航空航天领域来说,铝合金的应用一直存在着一些弊端。铝合金虽然很轻,但在暴露于高于160°C的温度的应用中往往表现不佳。它们会随着时间的流逝而软化和老化,因此航空航天领域会选择相对较重的金属雨燕直播免费-雨燕直播免费直播-雨燕直播免费平台,例如钢或钛。如何在提升铝合金的性能,这是一个值得研究和突破的地方。

    半个多世纪以来,科研人员已经完成了大量工作,以改善铝合金的耐热性,使铝合金能够承受更高的工作温度而不会降低机械性能。今天,在世界范围内雨燕直播免费-雨燕直播免费直播-雨燕直播免费平台,通过3D打印技术,新型的铝合金材料在呈现出快速上升的开发态势,更高的强度,替代中温钛合金的可能性。

    在我国,已经有团队成功开发出了牌号为Al250C的高强高韧增材制造专用铝合金材料,该Al250C材料用于3D打印屈服强度可达580MPa,抗拉强度590MPa以上,延伸率可达11%雨燕直播免费-雨燕直播免费直播-雨燕直播免费平台,制备构件通过了250℃高温下持续5000小时的稳定试验, 相当于发动机常规服役25年的要求。

    国际方面,高强度铝合金的3D打印领域涌现出诸多的开发者雨燕直播免费-雨燕直播免费直播-雨燕直播免费平台,总部位于英国的铸造专家Aeromet International其专利的用于增材制造的铝合金粉末A20X所制造的零件已经超过500MPa的极限拉伸强度(UTS)。A20X是一种铝 – 铜合金材料,具有精细的微观结构,与其他合金相比,具有“更高的强度雨燕直播免费-雨燕直播免费直播-雨燕直播免费平台,抗疲劳和优化的热性能雨燕直播免费-雨燕直播免费直播-雨燕直播免费平台。在测试中,3D打印的A20X粉末材料所制造的极限拉伸强度为511MPa

    某交通行业企业尝试通过3D打印熔模来铸造镁铝合金,目的是实现飞机座椅的轻量化。这种座椅结构件适合任何标准的商用喷气式飞机,预计可以通过减重为航空公司节约数百万美元的成本雨燕直播免费-雨燕直播免费直播-雨燕直播免费平台。

    美国方面,实现细晶粒微观结构,并与锻造材料具有相当的材料强度,HRL实验室所开发的3D打印用高强度7A77.60L铝粉于2019年10月正式投放市场,用户可以直接向HRL购买这种铝合金材料。当使用铝合金材料Al7075和Al6061的时候,在激光高能环境中进行金属3D打印会导致金属部件遭受严重热裂纹,HRL的研究人员在软件和大数据的帮助下选择了锆基纳米颗粒成核剂,并将它们组合到了7075和6061系列铝合金粉末中。成型后的材料无裂纹雨燕直播免费-雨燕直播免费直播-雨燕直播免费平台、等轴(即晶粒在长度、宽度和高度上大致相等),实现了细晶粒微观结构雨燕直播免费-雨燕直播免费直播-雨燕直播免费平台,并与锻造材料具有相当的材料强度,3D打印的铝合金材料平均屈服强度高达580 MPa,极限强度超过600 MPa雨燕直播免费-雨燕直播免费直播-雨燕直播免费平台,平均伸长率超过8%雨燕直播免费-雨燕直播免费直播-雨燕直播免费平台。

    3D打印用高强度铝合金材料的出现彻底颠覆了传统制作方式,它结合3D打印技术设计自由度雨燕直播免费-雨燕直播免费直播-雨燕直播免费平台,高强度铝合金将在包括压力容器、液压歧管、托架雨燕直播免费-雨燕直播免费直播-雨燕直播免费平台、高强度结构件领域越走越远。


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