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发表于 2022-7-18 13:53:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
目前在铝合金3D打印领域,可用的材料非常有限,主流的材料可能就是AlSi10Mg、AlSi7Mg一些铝硅系的合金材料。但是高强度的合金材料基本上很少得到应用。这几年,高强铝的呼声一直很高,不管是航空航天,还是其它一些高附加值的领域。

在7月12日“360度解析高强铝3D打印粉末材料“的主题分享中,宝航公司刘工把一种高强铝的3D打印粉末材料介绍得非常详细了。针对行业同仁提出的一些问题,小编在此做以下回复以供大家参考和学习。

QQ截图20220718114950.png

-霍尔榜:
7系 Alzn有相对比较适合打印的牌号吗?
-宝航新材料:
现在7系传统的牌号,可以看到铝合金材料标准有很多的牌号。如果只是借用传统的牌号直接拿来做打印,尤其是对于粉末选择激光熔化技术打印是不能够直接用的,即使你把它制成粉,然后再打印,实际上它也是会有问题的。它的问题体现在你的缺陷会很多,你的强度会很低,你肯定是不能直接用的。解决的方案首先是7系的成分做优化,材料成分能够满足3D打印,适合3D打印技术的状况,需要去做一些成分的优化。
目前的一些方式,比如说在7系一些合金的牌号基础上加入Sc和Zr,这是一种途径,能够去解决打印缺陷、裂纹的问题。还有一种通过原位生长形成一些纳米相,准备铸造材料的时候,就准备一些原位生产的纳米相,能够帮助解决掉铸造在打印过程中的这种缺陷,大概是这么两种思路。

-霍尔榜:
请问高强度铝的应用场景能不能使用钛合金替代?既然高铝的价格居高不下,为什么不能钛合金替代?还是说将来高强铝的价格肯定会降低?
-宝航新材料:
现在是这样的情况,我们为什么要去用高强铝?我的一个理解还是高强铝它的轻质对于航空航天,尤其是上天的一些东西,包括在海上的一些东西,可能有时候也都有轻质的需要,所以他就会去用铝来代替钛,这是一个趋势,如果能满足其性能要求的情况下就有想法去替代钛。
当然,成本这一块是一个考量,现在的一些高强铝价格还是比较高。价格比较高的原因,首先是它的用量,目前的用量就是处于一个前期的推广阶段,它的用量可能没有钛那么大,也没有TC4这种合金粉末用量大,如果在同等需求量的情况下,实际上高强铝的价格也能够下来,甚至它能够比钛合金可能更低一些,我们也是能够看得到。

-霍尔榜:
高强铝中的粉材和丝材系列有多少区别?
-宝航新材料:
它现在还是针对不同的技术,像粉末这块主要是基于SLM选区激光熔化技术、铺粉技术来做的。但丝材又有所不同,丝材一般都是用电弧增材这种方式。那么像一些传统的铝合金的牌号,实际上做成丝,它也是能够用在电弧的领域。电弧增材用丝的一个高强铝,大概就是牌号2195这种材质,它实际上就是一些传统的高强度的铝合金,它直接用来做成丝,然后再利用电弧的方式来打印,其实性能也很好,但是它做成粉可能还是不太一样。因为还是取决于技术的成形的方式不太一样,像SLM技术和电弧熔丝这种技术,它的微光的基础上还是有很大的差别。

-霍尔榜:
宝航的材料也会含Sc吗?
-宝航新材料:
对,我们现在推出的材料像5501,5601都是含Sc的,但是5401实际上有很少没有含Sc,中强度的铝合金是不含Sc的。

-霍尔榜:
Sc会不会更容易诱发裂纹以及Zr?
-宝航新材料:
加Sc和Zr实际上是为了解决它的裂纹的问题,它主要的机理是通过Sc和Zr让晶粒能够细化,就是让它这个材料内部的微观组织更进一步的细化,这是它最主要的一个作用,这样的话它对裂纹的敏感性会更低,产生更少的裂纹。

-霍尔榜:
如果产生了裂纹怎么解决呢?
-宝航新材料:
打印出来的零件产生裂纹,现在没有特别好的手段。一个可能就是通过优化工艺去把裂纹的程度减少或者降低。还有一种手段叫热等静压,你可以把你的零件拿去做热等静压,热等静压相当于是一个全致密的工艺手段,它能够把你的零件致密度进一步提升,当然它也会带来一个新的成本。

-霍尔榜:
传统的6系7系铝合金有可能能成功打印吗?
-宝航新材料:
其实刚才ppt也介绍到了,也是有可能的。通过两个方式,一个是通过成分的优化,我们也可以加入一些Sc和Zr,或者其它的一些核心元素,这个需要你对材料学的知识有比较深刻的理解。
当然,现在有很多高校的老师,或其他的研究团队在开发这一块。新的核心成分,也是在传统有牌号的基础上做改善,但实际上有的情况下,与其拘泥于传统的牌号,不如去开辟全新的成分,这是一个方式。另外一个方式,通过加入一些能够去抑制裂纹产生的一些第二项,第二项比如像纳米颗粒或者其它一些陶瓷的材质,这都是有可能的。

-霍尔榜:
高强铝粉末的活性如何?
-宝航新材料:
这个也是需要去介绍一下,现在高强铝,尤其像铝镁合金或者铝锌合金,它们的活性是要比AlSi10Mg高很多的,如果说有用户在购买到这种粉末的话,一定要注意对它的保存。因为它很容易会引发一些风险,就是会燃烧什么的,包括你在打印过程中可能都需要特别的注意。

来源:霍尔榜



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