250℃使用壽命超5000小時，倍豐科技3D打印專用高溫高強鋁合金

南極熊導讀：隨著產業(yè)應用的深入，國內金屬3D打印鋁合金材料陸續(xù)出現(xiàn)突破。

根據(jù)世界權威3D打印研究報告《Wohlers Report 2021》的數(shù)據(jù)，鋁合金構件占2020年3D金屬打印總構件的11.6%，相比2017年快速增長了135%。

△ 2017-2020年3D打印材料市場比重

2019年，倍豐科技創(chuàng)始人、澳大利亞工程院吳鑫華院士在美國里諾舉行的國際航空材料大會上宣布，其研究團隊成功開發(fā)出了牌號為Al250C的高溫高強的3D打印專用鋁合金材料，立刻受到了包括美國通用，波音，雷神，賽峰等多家航空巨頭的高度贊賞和重視。該Al250C材料強度達到目前可用于3D打印的鋁合金材料中最高水平，抗拉強度穩(wěn)定達到570MPa以上，延伸率穩(wěn)定達到12%以上，制備的航空零部件通過了250℃高溫下持續(xù)5000小時的穩(wěn)定試驗，相當于發(fā)動機常規(guī)服役25年的要求。

△Al250C熱處理前后樣棒室溫力學性能

現(xiàn)有3D打印常用鋁合金AlSi10Mg的屈服強度為260MPa,打印后的延伸率為4-6%，最高使用溫度小于100℃，無論從性能上還是使用溫度上，都無法滿足航空航天鋁合金產品的苛刻要求，而Al250C的強度接近常用AlSi10Mg系鋁合金材料強度的2倍。特別指出的是，Al250C表現(xiàn)出了十分優(yōu)異的高溫使用壽命，對比目前適用于金屬3D打印的Scalmalloy鋁合金，其在250℃時的使用壽命僅為100小時，而Al250C在同樣溫度下的使用壽命超過5000小時，極大提高了使用壽命。

△Al250C力學性能與其它鋁合金的對比

目前，Al250C材料已連續(xù)打印各類產品兩年多，產品得到了國內外航空航天和科研等領域客戶的廣泛應用和性能驗證。兩年多來，吳鑫華團隊根據(jù)市場應用反饋，持續(xù)深入挖掘Al250C規(guī)�；瘧�用潛力，優(yōu)化升級材料成分，配套完善打印工藝和后處理工藝參數(shù)包（熱處理工藝極為簡便，比AlSi10Mg熱處理工藝可減少75%以上的時間和能耗），并積極幫助客戶完成高強鋁合金航空航天等領域復雜構件研制工作。

△Al250C粉末和打印產品

Al250C因其耐高溫、高強度特點，當前其典型的應用案例為高效熱交換器，一方面在相同的耐壓條件下，可實現(xiàn)與常規(guī)AlSi10Mg合金相比更薄的壁厚，更輕的重量，并實現(xiàn)更好的換熱效果；另一方面可取代原中溫環(huán)境下使用的低傳熱系數(shù)材料鈦合金和不銹鋼，實現(xiàn)減重、高效傳熱雙重提升。

△Al250C打印的高效航空熱交換器

Al250C彌補了傳統(tǒng)6系鋁合金材料不能完全適用3D打印工藝缺點，同時解決了傳統(tǒng)鋁合金強度低、使用溫度低等問題，是一種新型高強度鋁合金材料，具有著廣泛的應用前景。用該材料制作航空鋁合金3D打印結構件，更有希望替代目前航空航天上的部分鈦合金構件，達到航天航空領域降低重量與節(jié)約成本的目的。