鋁合金的3D打印正在實現飛躍，追趕鎳合金，不銹鋼和鈦合金。

　　1.5倍的硬度提升

　　根據科技日報，俄羅斯國立研究型技術大學科研人員在鋁粉中加入一種納米碳添加劑，改進了航空復合材料3D打印技術，使航空復合材料的硬度提高了1.5倍。相關研究成果近日發表在《復合材料通訊》雜志上。

　　目前，鋁3D打印的主要應用領域是為航空航天工業生產高科技零件。但3D打印中即使是細微的缺陷也對產品的安全性構成影響，這種缺陷的主要風險是材料的高孔隙率，主要原因是原始鋁粉的質量所致。

　　為了確保3D打印產品的微觀結構均勻且致密，俄國立研究型技術大學的科研人員建議在鋁粉中添加碳納米纖維，這種改性添加劑的使用可以確保材料的低孔隙率，同時使其硬度提高1.5倍。

　　該項目的學術帶頭人、國立研究型技術大學科研人員亞歷山大·格羅莫夫教授稱：“可以通過向主基質中引入其他成分來改變鋁粉的化學成分和相組成，從而改善用于3D打印的鋁粉的性能。特別是碳納米纖維具有高導熱性，有助于在產品合成過程中選擇激光熔化階段小化打印層之間的溫度梯度，大大消除材料微觀結構的不均勻性。”

　　亞歷山大·格羅莫夫表示，俄科研人員開發的碳納米纖維添加劑合成技術包括化學沉積、超聲波處理和紅外線熱處理等方法；所使用的碳納米纖維是加工石油天然氣的副產品。在催化分解過程中，碳以納米纖維的形式積聚在催化劑分散的金屬顆粒上。他還稱，通常對石油天然氣的副產品只是簡單燃燒，這對環境有害，因此，新方法的應用也具有很好的環保價值。

　　據悉，研究人員計劃進一步研究激光熔化新復合粉末的佳條件，并開發用于合成產品的后處理和工業用途的技術。

　　3D科學谷Review

　　當一種材料相對便宜，但又難以通過3D打印加工的時候，市場上開發這種材料以適用于3D打印加工技術的當前動機就變得不足，因為相對于3D打印設備的價格來說，材料的價格對終產品的價格所起到的作用并不明顯。

　　不過如果有一種方法，使得這種相對便宜的材料變得容易加工，且所實現的產品性能可以堪比那些昂貴材料呢？譬如說能夠替代中溫鈦合金的應用場景。

　　這支撐了高強度鋁合金的開發邏輯。

　　不僅僅是納米碳添加劑成就更強的航空復合材料，3D科學谷在《鋁金屬3D打印白皮書1.0》中介紹了國內外在通過3D打印實現高強度鋁合金方面的新進展。

　　根據3D科學谷的市場觀察，南京航空航天大學幾年前開發出基于SLM成形的鋁基納米復合材料，用于激光增材技術領域，有效的解決鋁基納米復合材料在激光增材過程中工藝性能與力學性能不匹配、增強顆粒分布不均勻以及陶瓷相與基材相之間潤濕性較差的問題，使得所獲得的產品具備良好的界面結合以及優異的力學性能。

　　根據3D科學谷的市場觀察，安徽相邦復合材料與上海交通大學(擁有兩臺工業級鉑力特BLT500增材制造設備，1臺ProX200）共同研發生產的陶鋁粉末，能夠改善粉末流動性，提高激光吸收率，細化晶粒組織，尤其適用于3D打印，已制定陶鋁合金粉末標準，將陶鋁粉末應用于3D打印，真正實現了高性能材料和復雜結構件相結合，在航空航天、國防軍工等領域具有非常廣闊的應用前景。

　　總之，在3D科學谷看來，3D打印用高強度鋁合金材料的出現為原來必須通過鍛造來實現的零件加工打開了一扇嶄新的大門，結合3D打印所釋放的設計自由度，高強度鋁合金將在包括壓力容器、液壓歧管、托架、高強度結構件領域獲得想象力巨大的市場空間。

　　參考資料：納米碳添加劑可改善航空復合材料3D打印效果