國內(nèi)3D打印高強鋁合金研究新進展及Scalmalloy?應(yīng)用取得重要突破

Column:Industry dynamic Time:2020-08-03
7月2日,據(jù)外媒報道,國際汽車聯(lián)合會(FIA)正式將德國APWORKS旗下3D打印高強鋁合金Scalmalloy?批準為一級方程式賽車認可使用材料。

7月2日,據(jù)外媒報道,國際汽車聯(lián)合會(FIA)正式將德國APWORKS旗下3D打印高強鋁合金Scalmalloy?批準為一級方程式賽車認可使用材料。


按國際汽車聯(lián)合會的規(guī)定,一級方程式賽車所使用的材料均使用世界上最先進的質(zhì)量輕、強度大的航空材料,采用現(xiàn)代化技術(shù)設(shè)計制造,一輛賽車的造價一般在百萬美元以上。

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空客使用Scalmalloy?3D打印機艙仿生隔斷


作為世界上第一種專門為SLM工藝開發(fā)的鋁合金,Scalmalloy?同時也是APWORKS開發(fā)并獲得專利的第二代高強度鋁粉。它具有鈦合金和傳統(tǒng)鋁合金的高強度和低密度特征,結(jié)合拓撲優(yōu)化的輕型結(jié)構(gòu),能夠在規(guī)定的重量限制內(nèi)實現(xiàn)更好的質(zhì)量分布,提升賽車零件功能水平。

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                                                                    傳統(tǒng)鋁合金與鈦合金及Scalmalloy?性能對比

高強鋁合金國內(nèi)研究進展



目前,市場上似乎已經(jīng)有了很多牌號的3D打印高強鋁合金,如英國鑄造公司Aeromet International獲得專利的A20X,以及HRL于2019年剛推向市場的7A77.60L;國內(nèi)有蘇州倍豐的Al250C,長沙新材料產(chǎn)業(yè)研究院的AlMgMnScZr(未名牌號),以及今年上半年剛剛報道的眾遠新材料的ZYHA-1。由于此類材料在成分組成上大致相似,業(yè)內(nèi)人士指出需要關(guān)注專利問題。


在研究方面,今年4月,中南大學(xué)李瑞迪研究員發(fā)表文章,通過與新西蘭奧克蘭大學(xué)、中車工業(yè)研究院有限公司等單位合作,聯(lián)合研發(fā)了一種適用于SLM工藝、具有抗裂紋傾向和多種強化機制的低成本、高強度Al-Mg-Si-Sc-Zr合金。


與Scalmalloy?或者類似合金(如Al-Mn-Sc)的主要區(qū)別是,后者具有較高含量的昂貴Sc(一般大于0.66%),當(dāng)降低合金的Sc含量進行打印時,會導(dǎo)致晶粒粗化、熱裂紋傾向并且顯著降低機械性能。


中南大學(xué)及其合作團隊經(jīng)過一系列研究,共同開發(fā)了Al-8.0Mg-1.3Si-0.5Mn-0.5Sc-0.3Zr—一種新型的高強度鋁合金,可同時兼具低成本和易于打印的優(yōu)點。該合金打印樣品的拉伸強度和延伸率可達到497MPa和11%,經(jīng)時效處理后,其拉伸強度可達到550MPa,韌性為8-17%。


本期上傳:Scalmalloy?國際專利;中南大學(xué)新型鋁合金詳細研究內(nèi)容。