近年來(lái)3D打印技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)，先進(jìn)粉末制備技術(shù)是3D打印的基石，開(kāi)發(fā)新的適用于 3D 打印的粉末材料尤為重要。傳統(tǒng)鋁合金粉末存在激光吸收率低、粘度較大、衛(wèi)星粉多、生產(chǎn)效率低等問(wèn)題，3D打印工藝的開(kāi)發(fā)難度很大，且打印件的綜合性能很差，應(yīng)用場(chǎng)景十分有限。

《鋁金屬3D打印白皮書(shū)》

 高強(qiáng)鋁合金3D打印材料

     江蘇威拉里新材料科技有限公司、上海交通大學(xué)王浩偉教授團(tuán)隊(duì)和安徽相邦復(fù)合材料有限公司三方深度合作，在材料體系開(kāi)發(fā)和制粉工藝研究等方面進(jìn)行了大量研究，成功開(kāi)發(fā)出適用于3D打印的高性能陶鋁復(fù)合材料粉末。其打印件的最大抗拉強(qiáng)度超過(guò)540MPa，最大斷裂伸長(zhǎng)率超過(guò)15%。

應(yīng)用實(shí)例-電子芯片焊接關(guān)鍵零部件

產(chǎn)品規(guī)格：116mm×28mm×12mm

粉末牌號(hào)：FCA101Y-10

性能指標(biāo)：模量＞85Gpa

雙方技術(shù)團(tuán)隊(duì)結(jié)合陶鋁復(fù)合材料的自身特點(diǎn)，從專(zhuān)用設(shè)備、工藝調(diào)控、材料組分一體化設(shè)計(jì)三方面入手：

1. 在專(zhuān)用設(shè)備設(shè)計(jì)上，優(yōu)化溫控系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和霧化系統(tǒng)，并設(shè)計(jì)了專(zhuān)用的粉末后處理工藝，大幅減少衛(wèi)星球和空心球的比例，將粉末的霍爾流速縮短到75s/50g以?xún)?nèi)，松裝密度提升到1.4g/cm3以上；

陶鋁復(fù)合粉末物理性能

2. 通過(guò)全工藝流程控制，大幅提高了粉末成分、粒度及氧含量等關(guān)鍵指標(biāo)的批次穩(wěn)定性；

陶鋁復(fù)合粉末化學(xué)成分

陶鋁復(fù)合粉末電鏡照片

3. 引入TiB2納米顆粒的二次熔煉控制技術(shù)，配合成分設(shè)計(jì)，使TiB2強(qiáng)化相在制備原料、生產(chǎn)粉末和打印成件的過(guò)程中，均能維持在相同的狀態(tài)，不僅克服了鋁合金激光吸收率低的問(wèn)題，還可以形成超細(xì)等軸晶結(jié)構(gòu)，解決了陶鋁復(fù)合材料工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)難題。

在已有從批量化打印案例中，無(wú)論是進(jìn)口還是國(guó)產(chǎn)的設(shè)備，陶鋁粉末的打印性能都非常優(yōu)秀，甚至超出稀土強(qiáng)化的高強(qiáng)鋁合金。

陶鋁與傳統(tǒng)鋁合金打印性能對(duì)比

在實(shí)際打印的過(guò)程中，由于強(qiáng)化相TiB2是從基體中原位生長(zhǎng)的，與基體之間的界面不存在潤(rùn)濕性的問(wèn)題，能夠形成強(qiáng)化學(xué)鍵，因此合金組織能夠呈現(xiàn)平均晶粒尺寸＜500nm的超細(xì)晶結(jié)構(gòu)，大幅強(qiáng)化了合金的綜合力學(xué)性能，并使工件的組織表現(xiàn)出一流的各向同性性能。

陶鋁復(fù)合材料打印件性能

    同時(shí)，通過(guò)調(diào)整的激光功率、掃描速度和方式等打印參數(shù)，能夠在工件在兩向上均產(chǎn)生細(xì)小均勻的等軸晶，將兩向力學(xué)性能差縮小到5%以?xún)?nèi)，以滿足大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的成型要求。

(責(zé)任編輯：admin)

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