俄鋁宣布成功研發(fā)3D打印超高強(qiáng)度鋁基復(fù)合材料

3D打印技術(shù)參考注意到，俄羅斯鋁業(yè)公司（RUSAL）于近日宣布成功研發(fā)一款突破性的新型3D打印鋁基復(fù)合材料。

該鋁基復(fù)合材料被命名為RS-770K，通過(guò)將鋁基體與陶瓷顆粒相結(jié)合，材料的抗拉強(qiáng)度達(dá)到了615MPa。這比俄鋁此前開(kāi)發(fā)的RS-553合金（含有高比例的稀土鈧）的強(qiáng)度提高了30%。

應(yīng)當(dāng)關(guān)注的一個(gè)要點(diǎn)是，俄鋁將這款新材料與此前添加了高比例的稀土的牌號(hào)進(jìn)行了對(duì)比，是否意味著其并未添加稀土元素卻并不能確認(rèn)。添加稀土元素是當(dāng)前實(shí)現(xiàn)超高強(qiáng)3D打印鋁合金粉末開(kāi)發(fā)的主流手段，可以使材料的抗拉強(qiáng)度超過(guò)550MPa甚至600MPa，而稀土?xí)?strong>顯著增加粉末成本。

國(guó)產(chǎn)3D打印高強(qiáng)鋁亮點(diǎn)材料

3D打印技術(shù)參考注意到，威拉里在2024年TCT亞洲展推出了一款名為A60X的3D打印高強(qiáng)鋁合金，試棒熱處理態(tài)能夠始終保持抗拉強(qiáng)度≥600MPa，屈服強(qiáng)度≥550MPa。而且其強(qiáng)調(diào)該材料未使用高價(jià)值原材料進(jìn)行配料，有效控制了粉末成本。

A60X打印性能及重復(fù)性驗(yàn)證數(shù)據(jù)結(jié)果（熱處理態(tài)）

2025高強(qiáng)鋁3D打印亮點(diǎn)應(yīng)用

作為重要的結(jié)構(gòu)金屬之一，鋁的密度約為鋼的三分之一，鈦的五分之三。超高強(qiáng)鋁合金能夠在保持輕量化的同時(shí)，使強(qiáng)度值向另外兩種金屬趨近，能夠進(jìn)一步拓展輕量化組件的應(yīng)用范圍。

2025年超高強(qiáng)鋁合金應(yīng)用的一個(gè)典型案例，是比亞迪與鉑力特合作使用金屬3D打印技術(shù)打造了超高強(qiáng)鋁合金仰望U9X車(chē)身，平衡了輕量化與結(jié)構(gòu)性能的矛盾。從零件的位置展示可以看出，所制造的鋁合金部件已經(jīng)屬于較大尺寸，打印過(guò)程存在變形風(fēng)險(xiǎn)。而鉑力特表示，其實(shí)現(xiàn)了0.03mm級(jí)的微米精度打印。通過(guò)工藝參數(shù)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償算法，解決了大尺寸薄壁結(jié)構(gòu)熱變形難題。

12月3日，3D打印技術(shù)參考從蘇州倍豐了解到，該公司宣布在高強(qiáng)鋁合金增材制造領(lǐng)域取得重要突破，實(shí)現(xiàn)了6061和7075鋁的無(wú)裂紋、可量產(chǎn)且性能穩(wěn)定的批量3D打印。

因?yàn)殇\和鎂的含量高，7075鋁合金熱裂的傾向非常強(qiáng)烈，在行業(yè)里通常認(rèn)為無(wú)法直接進(jìn)行激光3D打印。倍豐智能的突破在于，其量產(chǎn)樣品不存在沿晶裂紋，或微裂紋情況，組織致密完整。在此基礎(chǔ)之上，實(shí)現(xiàn)了500MPa的抗拉強(qiáng)度以及8%-11%的延伸率，性能可靠，可滿足高端消費(fèi)電子對(duì)高強(qiáng)度、輕量化和高外觀質(zhì)感的一體化金屬結(jié)構(gòu)的需求，將使航空航天與消費(fèi)電子領(lǐng)域擁有更高信心使用該合金，從而開(kāi)拓出更多應(yīng)用。

倍豐無(wú)裂紋6061 LPBF試樣經(jīng)熱處理之后，抗拉強(qiáng)度約392–396MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為9%–13.5%，適用于結(jié)構(gòu)減重以及復(fù)雜拓?fù)淞慵I(lǐng)域，可當(dāng)作高強(qiáng)殼體、導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)、減重底座的材料選擇。

鋁及鋁合金被認(rèn)為是增材制造技術(shù)在下一階段發(fā)展中最具前景的材料，有望應(yīng)用于大批量和系列生產(chǎn)。這主要是因?yàn)殇X具有優(yōu)異的機(jī)械性能，且價(jià)格遠(yuǎn)低于鈦等同等輕質(zhì)金屬。俄鋁指出，RS-770K的特殊性能彌補(bǔ)了增材制造領(lǐng)域在保持鋁材輕質(zhì)特性方面的關(guān)鍵空白，為高性能應(yīng)用領(lǐng)域的增材制造開(kāi)辟了新的天地。

RS-770K是俄羅斯鋁業(yè)公司研發(fā)部門(mén)開(kāi)發(fā)的首款3D打印復(fù)合材料。此前，該部門(mén)已研發(fā)出十余種用于增材制造的鋁合金，所有這些合金都旨在提升關(guān)鍵性能，例如強(qiáng)度、耐熱性和屈服強(qiáng)度，使其超越行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的AlSi10Mg粉末。

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