在航空航天等領(lǐng)域，利用金屬3D打印技術(shù)實現(xiàn)快速研發(fā)測試驗證進而縮短研發(fā)周期、成形復雜結(jié)構(gòu)制造解鎖設計潛力、多零件集成一體化制造提高性能等突出優(yōu)勢，已經(jīng)取得一系列里程碑式進展。如近期大放異彩的，由我國民營火箭公司星河動力北京空間科技有限公司研制的：50噸級“蒼穹”液氧/煤油發(fā)動機，就大量采用了金屬3D打印技術(shù)制造的零件。

航空航天以其要求的高可靠性、高性能以及輕量化，對材料提出了極高的要求，目前航空航天金屬3D打印主流應用的是：鈦合金、高溫合金和鋁合金三大材料體系。在鈦合金領(lǐng)域，TC4、TA15等材料得到批量應用；在高溫合金領(lǐng)域，GH4169、GH3625等材料得到批量應用，并且如GH3536、GH5188、GH4099等新材料也進入測試應用階段；反之，在鋁合金領(lǐng)域，雖然有少數(shù)零件可用AlSi10Mg來打印應用，但應用所要求的高強度鋁合金一直缺乏實際案例。可以說，業(yè)界也迫切需要輕量化的高強度鋁合金能夠發(fā)揮作用。

航空發(fā)動機的主要材料組成

近幾年，國內(nèi)國際不少企業(yè)均推出了高強鋁3D打印材料，成分體系各有不同。如空客推出的Scamalloy，可實現(xiàn)抗拉強度520MPa的性能；HRL實驗室推出了納米強化的7075，據(jù)稱極限抗拉強度超過600MPa；蘇州倍豐推出了Al250C，可實現(xiàn)抗拉強度570MPa的性能；上海交通大學王浩偉教授研制出的高性能陶鋁復合材料粉末，可實現(xiàn)最大抗拉強度超過540MPa；中車研究院推出了專用高強鋁粉末材料，抗拉強度穩(wěn)定超過560MPa；長沙新材料院推出了AlMgScZr，室溫拉伸強度535MPa。此外，也還有部分其他粉末廠家也宣稱能夠提供高強鋁粉末產(chǎn)品，并推向市場。可以看出，500MPa的高強鋁粉末研制已經(jīng)突破瓶頸，但對于更高性能的高強鋁材料卻鮮有報導。

近日，3D打印技術(shù)參考獲悉國內(nèi)領(lǐng)先的鋁合金3D打印材料制造商--江西寶航新材料有限公司，已經(jīng)成功研制了超高強度鋁合金HS5601。這是一種適用于SLM工藝的超高強度鋁合金粉末材料，其抗拉強度達到620Mpa，斷裂延伸率8%。該材料同樣為AlMg合金體系，相較于AlMgScZr而言，其具有更高的強度，有望應用于航空航天及國防軍工領(lǐng)域?qū)Ω咝阅懿牧系奶貏e需要。下表是該材料與AlSi10Mg以及500MPa鋁的性能對比：

第三方檢測數(shù)據(jù)顯示，打印態(tài)的零件抗拉強度通常在460-470MPa，經(jīng)熱處理后，強度穩(wěn)定達到630MPa以上。

該性能結(jié)果得到了第三方檢測機構(gòu)的證實

據(jù)進一步了解，HS5601超高強度鋁合金粉末有望能夠幫助解決航空航天等尖端應用部門對輕質(zhì)高強材料的特別需要。目前，寶航新材料已經(jīng)能夠批量該材料，并已于2022年2月份面向客戶提供粉末樣品，并可提供工藝參數(shù)方面的指導。而且，公司有計劃研制更高強度如800MPa的鋁合金3D打印材料！

在金屬3D打印材料國產(chǎn)化的浪潮下，正不斷有新的3D打印材料和優(yōu)質(zhì)供應商涌現(xiàn)，在此也希望國內(nèi)的應用部門加強和3D打印設備、3D打印材料等企業(yè)的合作，共同助力我國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級！