在航空航天等領(lǐng)域，利用金屬3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速研發(fā)測(cè)試驗(yàn)證進(jìn)而縮短研發(fā)周期、成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造解鎖設(shè)計(jì)潛力、多零件集成一體化制造提高性能等突出優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)取得一系列里程碑式進(jìn)展。如近期大放異彩的，由我國(guó)民營(yíng)火箭公司星河動(dòng)力北京空間科技有限公司研制的：50噸級(jí)“蒼穹”液氧/煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，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(duì)材料提出了極高的要求，目前航空航天金屬3D打印主流應(yīng)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(yīng)用；在高溫合金領(lǐng)域，GH4169、GH3625等材料得到批量應(yīng)用，并且如GH3536、GH5188、GH4099等新材料也進(jìn)入測(cè)試應(yīng)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(yīng)用，但應(yīng)用所要求的高強(qiáng)度鋁合金一直缺乏實(shí)際案例?？梢哉f，業(yè)界也迫切需要輕量化的高強(qiáng)度鋁合金能夠發(fā)揮作用。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主要材料組成

近幾年，國(guó)內(nèi)國(guó)際不少企業(yè)均推出了高強(qiáng)鋁3D打印材料，成分體系各有不同。如空客推出的Scamalloy，可實(shí)現(xiàn)抗拉強(qiáng)度520MPa的性能；HRL實(shí)驗(yàn)室推出了納米強(qiáng)化的7075，據(jù)稱極限抗拉強(qiáng)度超過600MPa；蘇州倍豐推出了Al250C，可實(shí)現(xiàn)抗拉強(qiáng)度570MPa的性能；上海交通大學(xué)王浩偉教授研制出的高性能陶鋁復(fù)合材料粉末，可實(shí)現(xiàn)最大抗拉強(qiáng)度超過540MPa；中車研究院推出了專用高強(qiáng)鋁粉末材料，抗拉強(qiáng)度穩(wěn)定超過560MPa；長(zhǎng)沙新材料院推出了AlMgScZr，室溫拉伸強(qiáng)度535MPa。此外，也還有部分其他粉末廠家也宣稱能夠提供高強(qiáng)鋁粉末產(chǎn)品，并推向市場(chǎng)?？梢钥闯觯?00MPa的高強(qiáng)鋁粉末研制已經(jīng)突破瓶頸，但對(duì)于更高性能的高強(qiáng)鋁材料卻鮮有報(bào)導(dǎo)。

近日，3D打印技術(shù)參考獲悉國(guó)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(qiáng)度鋁合金HS5601。這是一種適用于SLM工藝的超高強(qiáng)度鋁合金粉末材料，其抗拉強(qiáng)度達(dá)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(qiáng)度，有望應(yīng)用于航空航天及國(guó)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(duì)比：

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

據(jù)進(jìn)一步了解，HS5601超高強(qiáng)度鋁合金粉末有望能夠幫助解決航空航天等尖端應(yīng)用部門對(duì)輕質(zhì)高強(qiáng)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(dǎo)。而且，公司有計(jì)劃研制更高強(qiáng)度如800MPa的鋁合金3D打印材料！

在金屬3D打印材料國(guó)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(yīng)商涌現(xiàn)，在此也希望國(guó)內(nèi)的應(yīng)用部門加強(qiáng)和3D打印設(shè)備、3D打印材料等企業(yè)的合作，共同助力我國(guó)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)！