2022年5月，笔者写了一篇关于高强铝的文章：《？》，发布于3D打印技能参阅。在该文章中，笔者指出高强铝面临着四大争辩：系统之争、专利之争、价格之争、投入之争。现在时刻曩昔快一年，商场上又发生了哪些深入的改变呢？

  咱们先回忆下当时国际国内商场上推出的高强铝合金3D打印资料。本文所述的高强铝指的是用于SLM金属3D打印技能的粉末资料，不触及丝材3D打印以及电子束3D打印。

  在高强铝还未遭到如此大注重的时分，英国Aeromet International Limited公司就推出了AM 205铝合金3D打印粉末。2017年8月，英国Renishaw公司和Aeromet公司宣告针对AM 205进行打印工艺参数开发和功能测验。AM 205是一种TiB2强化的AlCu合金，其成分契合AMS 4471标准，一起十分适宜增材制作工艺。现在，时移事异，Aeromet已被Eckart收买，AM 205这一产品则并入Eckart公司AM事务A20X产品线。

  紧接着，引爆高强铝3D打印资料的是美国HRL实验室。2017年9月，HRL在Nature宣告了《3D printing of high-strength aluminium alloys》，一时引起轰动。2019年4月，美国铝业协会（Aluminum Association）初次在全球推出铝粉增材制作 职业标准 “Purple Sheets”，HRL出产的高强度铝合金粉体成为首个经过标准的注册产品。2019年10月，HRL将开发的3D打印用高强7A77.60L铝合金正式投放商场。该资料因运用锆基纳米颗粒作为成核剂，避免了7075和6061铝合金在选用激光打印时出现的易开裂问题，并可完成细晶粒微观结构，强度超越600MPa，成为首个可用于增材制作的铸造等效高强度铝合金。紧接着美国NASA成为HRL的首个用户，并对该资料在航空航天大型部件的出产进行了评价研讨。

  早在2013年，APWORKS就一向处于增材制作和先进资料的研制前沿。APWORKS成功开宣告了Scalmalloy，这是一种新式高强度的铝-镁-钪合金，并于2016年5月推出了根据Scalmalloy的3D打印摩托车。2018年4月，APWORKS成为空客的全资子公司。进行资源整合后，空客针对在欧洲、美国、我国等地布局了维护性极强的专利。2020年9月，Scalmalloy粉末在我国开卖。

  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资料大会上宣告，其研讨团队成功开宣告了牌号为Al250C的高温高强3D打印专用铝合金资料。特别值得注意的是，选用该资料制备的航空零部件经过了250℃高温下继续5000小时的安稳实验，相当于发动机惯例执役25年的要求。

  2017年8月，上海交通大学王浩伟教授团队研制出超强纳米陶瓷铝合金。这是一种原位生成的TiB2纳米强化铝合金资料，在实践打印的过程中，因为强化相TiB2是从基体中原位成长的，与基体之间的界面不存在潮湿性的问题，可以构成强化学键，因而合金安排可以出现均匀晶粒尺度＜500nm的超细晶结构，大幅强化了合金的归纳力学功能，并使工件的安排表现出一流的各向同性功能。这一作用后续由工业化公司安徽陶铝新资料研讨院有限公司接受。2021年4月，江苏威拉里新资料科技有限公司、上海交通大学王浩伟教授团队和安徽相邦复合资料有限公司三方深度协作，在资料系统开发和制粉工艺研讨等方面进行了很多研讨，成功开宣告适用于3D打印的高功能陶铝复合资料粉末。其打印件的最大抗拉强度超越540MPa，最大开裂伸长率超越15%。

  与此一起，国内相关团队和公司开端跟进高强铝3D打印资料的研制，大部分是根据Al-Mg-Sc-Zr系统做开发。这些团队和公司有：

  2019年2月，长沙新资料工业研讨院自主研制的高强铝合金粉末资料，成功经过“高强铝合金增材制作技能在大型客机和民用航天制作中的运用演示项目”参研单位——西北工业大学的功能验证，终究测验结果表明室温拉伸功能达540MPa以上，延伸率超越14%，彻底满意项目对根底资料的功能指标要求。2020年9月，中车研讨院成功研制出一种超高强3D打印铝合金粉末资料。该粉末资料经批量SLM打印验证，拉伸强度超560MPa，屈从强度超越500MPa，延伸率超10%。215℃高温强度超越260MPa，延伸率超越10%，并具有优秀的耐腐蚀功能。现在已安稳出产并运用于轨道交通轻量化规划零部件的试制中，获得了极佳的减重和功能强化作用。江西宝航新资料有限公司、宁波众远新资料科技有限公司也别离推出了根据Al-Mg-Sc-Zr的高强铝粉末产品。

  2021年11月，EOS公司另辟蹊径，推出了2139 AM新品铝合金3D打印资料。EOS指出：该资料专为增材制作 (AM) 而规划，可在将近200ºC的高温下展示超卓的功能，是EOS强度最高的 AM铝合金资料，其功能优于现在商场上的许多相似合金。EOS Aluminium Al2139 AM高强度特性为客户供给了一个极好的时机，可以在不影响强度的情况下明显减轻制作零件的分量。

  2022年12月，中航迈特宣告推出Al-Mg-Er-Zr高强铝合金粉末新品。中航迈特指出该成分突破了空客Scalmalloy专利成分封闭，具有彻底自主知识产权。

  2023年3月，安徽中体新资料科技有限公司声称和安徽工程大学联手研制低本钱高强铝合金粉，推动金属3D打印范畴技能立异。安徽中体指出，其联合安徽工程大学研讨开发了Al-Ce铝合金系列资料，旨在进步合金的强度和塑性，从而拓宽其在航天范畴，轿车等范畴运用，为轻量化资料的立异运用供给新的理论根底和实践辅导。该系列高强铝合金资料资料易得，本钱低，且出产安稳可控。

  经过回忆咱们可以发现，自2017年开端，高强铝3D打印资料的品种在逐步增多，也不断有新的高强铝3D打印资料推向商场。下表列示了近年来商场上推出的高强铝3D打印资料及其功能。

  2023年3月31，我国航天增材制作技能高峰论坛在京举行。在论坛上西北工业大学谭华教授作了《高强铝合金激光选区熔化成形及民用航空航天运用》的陈述。陈述里系统共享了Al-Mg-Sc-Zr和AlSi10Mg-TiB2两种资料系统的力学功能、微观安排、打印工艺、成形零件特性以及相关演示运用，验证了这两种资料系统在民用航空范畴的一种可行性。

  但与此一起，尽管近两年航空航天商场对高强铝的呼声火急，但并未看到高强铝的批量化运用，特别是相较于钛合金、高温合金等资料的运用来看。所以咱们不由要反思：

  第一点. 商场对本钱的注重程度在加强。现在钛合金粉末的价格现已到600元/kg左右，这使得以Al-Mg-Sc-Zr为代表的1000元高价的高强铝，并不能充沛赢得竞赛。国内商场好像在迫使高强铝的价格要下降至钛合金的价格乃至更低。

  第二点. 国内企业对专利的注重度在加强。空客专利的严厉维护迫使高强铝的研制制作商另辟蹊径。

  第三点. 增材制作专用资料的开发好像在跳过瓶颈。首要Scalmalloy开了根据增材制作工艺规划铝合金成分的先河；其次人工智能技能的运用在加快新资料的研制。

  第四点. 高强铝仅仅一个概念，其实质仍要回归到特定职业特定运用中来。很显然的，适宜于航天场合运用的高强铝并不一定适用于航空场合，也并不一定适用于消费品场合。寄期望于一种合金可以在所有运用中通杀，这是不现实的。Scalmalloy 自身是Apworks根据航空运用场合而开发的，那么把它用到航天场合或许还行，可是用到其他职业，比方轿车范畴就适宜吗？而说回航天范畴，其对静态载荷强度以及耐温方面有较高的要求，其对疲惫功能的要求则相对下降，因而航天范畴是需求特定的高强铝3D打印资料的，而不一定便是Scalmalloy。

  在当下，各种资料系统都有时机，特别是从成熟度、可获得性的视点，Al-Mg-Sc-Zr系统依然是商场中的干流。但笔者倾向于未来归于那些可以做出真实立异产品的人或公司。特别对我国商场来讲，新的结合运用的、低本钱的、经验证牢靠的高强铝3D打印资料依然值得开发，并有望获得作用。本文作为一家之言，抛砖引玉，期望引起有识之士讨论。

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