根据天下威信3D打印研究报告《Wohlers Report 2021》的数据,铝合金构件占2020年3D金属打印总构件的11.6%,比较2017年快速增长了135%。
△ 2017-2020年3D打印材料市场比重
2019年,倍丰科技创始人、澳大利亚工程院吴鑫华院士在美国里诺举行的国际航空材料大会上宣告,其研究团队成功开拓出了牌号为Al250C的高温高强的3D打印专用铝合金材料,急速受到了包括美国通用,波音,雷神,赛峰等多家航空巨子的高度讴歌和重视。该Al250C材料强度达到目前可用于3D打印的铝合金材料中最高水平,抗拉强度稳定达到570MPa以上,延伸率稳定达到12%以上,制备的航空零部件通过了250℃高温下持续5000小时的稳定试验,相称于发动机常规服役25年的哀求。
△Al250C热处理前后样棒室温力学性能
现有3D打印常用铝合金AlSi10Mg的屈从强度为260MPa,打印后的延伸率为4-6%,最高利用温度小于100℃,无论从性能上还是利用温度上,都无法知足航空航天铝合金产品的苛刻哀求,而Al250C的强度靠近常用AlSi10Mg系铝合金材料强度的2倍。特殊指出的是,Al250C表现出了十分精良的高温利用寿命,比拟目前适用于金属3D打印的Scalmalloy铝合金,其在250℃时的利用寿命仅为100小时,而Al250C在同样温度下的利用寿命超过5000小时,极大提高了利用寿命。
△Al250C力学性能与其它铝合金的比拟
目前,Al250C材料已连续打印各种产品两年多,产品得到了国内外航空航天和科研等领域客户的广泛运用和性能验证。两年多来,吴鑫华团队根据市场运用反馈,持续深入挖掘Al250C规模化运用潜力,优化升级材料身分,配套完善打印工艺和后处理工艺参数包(热处理工艺极为简便,比AlSi10Mg热处理工艺可减少75%以上的韶光和能耗),并积极帮助客户完成高强铝合金航空航天等领域繁芜构件研制事情。
△Al250C粉末和打印产品
Al250C因其耐高温、高强度特点,当前其范例的运用案例为高效热交流器,一方面在相同的耐压条件下,可实现与常规AlSi10Mg合金比较更薄的壁厚,更轻的重量,并实现更好的换热效果;另一方面可取代原中温环境下利用的低传热系数材料钛合金和不锈钢,实现减重、高效传热双重提升。
△Al250C打印的高效航空热交流器
Al250C填补了传统6系铝合金材料不能完备适用3D打印工艺缺陷,同时办理了传统铝合金强度低、利用温度低等问题,是一种新型高强度铝合金材料,具有着广泛的运用前景。用该材料制作航空铝合金3D打印构造件,更有希望替代目前航空航天上的部分钛合金构件,达到航天航空领域降落重量与节约本钱的目的。