鋁合金與3D打印技術(shù)的結(jié)合發(fā)展?fàn)顟B(tài)怎么樣

鋁合金，由于其天然的輕量化特點(diǎn)，在工業(yè)制造領(lǐng)域占有重要的一席之地。不過隨著3D打印在鈦金屬領(lǐng)域的崛起以及低成本鈦金屬的發(fā)展趨勢(shì)，鋁合金似乎遇到了鈦合金和復(fù)合輕量化塑料材料的雙重夾擊。甚至包括傳統(tǒng)加工行業(yè)的鋁合金輪轂，也面臨著無充氣整體輪胎發(fā)展趨勢(shì)的威脅，那么鋁合金是否可以借助3D打印技術(shù)獲得一定程度突圍，在金屬3D打印領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀如何呢？

SLM選區(qū)激光熔化金屬3D打印

除了空客的Scalmalloy已經(jīng)被用于空客的增材制造應(yīng)用中，根據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)觀察，SLM選區(qū)激光熔化金屬3D打印鋁合金的一個(gè)經(jīng)典應(yīng)用是Betatype公司3D打印鋁合金熱交換器，通過粉末床激光熔化工藝創(chuàng)造出所需的超高密度點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)。在3D科學(xué)谷看來，鋁合金材質(zhì)方面的輕量化優(yōu)勢(shì)與點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方面的輕量化雙重加強(qiáng)，成為一種頗具前景的輕量化實(shí)現(xiàn)方式。

不過鋁合金的加工領(lǐng)域國(guó)際上的一家公司走出了更系統(tǒng)化的路線，針對(duì)于鋁合金的加工，Sintavia開發(fā)出了完整的端到端的參數(shù)體系，Sintavia通過專有工藝來打印F357鋁粉末，從而滿足航空航天和汽車行業(yè)對(duì)低密度、良好的加工性和熱傳導(dǎo)元件的需求。航空航天和汽車行業(yè)對(duì)于鋁硅合金的需求正在上升，Sintavia的綜合制造能力使得F357鋁合金的制造更加快速，并且達(dá)到或超過行業(yè)的嚴(yán)格驗(yàn)證參數(shù)要求。

Sintavia獨(dú)家的鋁合金加工工藝是一整套的體系，不僅包括預(yù)構(gòu)建材料分析，還包括后期熱處理和壓力消除，從而能夠生產(chǎn)出高達(dá)125%的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，精密度達(dá)100%。通過常溫、高溫強(qiáng)度驗(yàn)證，以及零度以下的溫度驗(yàn)證，Sintavia能夠快速生產(chǎn)出滿足要求的鋁件。

砂模3D打印+鋁合金鑄造

此前，根據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)觀察，國(guó)內(nèi)方面，2018年東風(fēng)汽車公司通用鑄鍛廠聯(lián)合其他三家單位建立戰(zhàn)略合作。四方利用各自優(yōu)勢(shì)，建立產(chǎn)學(xué)研全面合作關(guān)系，共建汽車輕量化鋁合金低壓鑄造研究中心，共同在汽車用鑄造鋁合金材料、鋁合金鑄件輕量化設(shè)計(jì)、鋁合金鑄造技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用等方面開展全方位合作。

根據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)觀察，國(guó)際上，關(guān)于鑄造在交通工具領(lǐng)域的輕量化應(yīng)用，一個(gè)現(xiàn)實(shí)的例子是歐特克嘗試通過3D打印熔模來鑄造鎂鋁合金，從而實(shí)現(xiàn)飛機(jī)座椅的輕量化。這種座椅結(jié)構(gòu)件適合任何標(biāo)準(zhǔn)的商用噴氣式飛機(jī)，預(yù)計(jì)可以通過減重為航空公司節(jié)約數(shù)百萬美元的成本。

雖然，金屬3D打印在推動(dòng)制造業(yè)跨越式發(fā)展，并能夠生產(chǎn)非常復(fù)雜的產(chǎn)品，但目前材料選項(xiàng)仍然有限。目前增材制造支持的材料只有幾十種，但鑄造可以在成千上萬種的金屬和復(fù)合材料中進(jìn)行選擇。因此，該項(xiàng)目利用了3D打印的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，而不完全依賴于3D打印技術(shù)。

利用3D打印和鑄造，來生產(chǎn)鋁合金產(chǎn)品可以將3D打印制造復(fù)雜產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)以及鑄造領(lǐng)域多年來成熟的產(chǎn)業(yè)化工藝做到優(yōu)勢(shì)結(jié)合。