Constellium和 Morf3D開創(chuàng)鋁合金3D 打印新領(lǐng)域，釋放輕質(zhì)高效潛能

2023年12月14日，南極熊獲悉，全球鋁業(yè)專家康斯泰利姆通過(guò)與尼康子公司Morf3D的合作，擴(kuò)大了其增材制造開發(fā)計(jì)劃，專門生產(chǎn)針對(duì)航空、航天和國(guó)防領(lǐng)域的金屬增材制造部件。

△從左到右：George PANOURGIAS（Constellium AM 高級(jí)技術(shù)負(fù)責(zé)人）、Ravi SHAHANI（Constellium AM 總工程師）、Alireza ARBAB（Constellium AM 負(fù)責(zé)人）、Behrang Poorganji（尼康公司 Morf3D 首席技術(shù)官）和Hamid Zarringhalam（尼康先進(jìn)制造公司首席執(zhí)行官）在 Formnext 2023 上。照片來(lái)自 Constellium。

為了滿足大幅面增材制造日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，此次合作的重點(diǎn)是使用 SLM500 系統(tǒng)對(duì) Constellium 的 Aheadd CP1 粉末解決方案進(jìn)行認(rèn)證和開發(fā)。具體來(lái)說(shuō)，采用Aheadd CP1 新型鋁合金粉末是為了提高生產(chǎn)量并最大限度地降低前期材料成本。

Morf3D 首席技術(shù)官BehrangPoorganji說(shuō)道：“我們與Constellium的合作伙伴關(guān)系對(duì)于推進(jìn)增材制造先進(jìn)鋁合金的開發(fā)和認(rèn)證具有極其重要的意義，特別是在 SLM®500 平臺(tái)的背景下。我們共同致力于 CP1 鋁合金的開發(fā)和鑒定，以釋放輕質(zhì)、高性能組件的新潛力，例如通過(guò)增材制造創(chuàng)新生產(chǎn)的熱交換器。在 SLM®500 平臺(tái)和未來(lái)更大尺寸的平臺(tái)上使用 CP1 鋁合金，有望通過(guò)提供增強(qiáng)的設(shè)計(jì)靈活性和材料特性來(lái)徹底改變我們的行業(yè)，最終突破鋁合金增材制造的極限�！�

△Morf3D已成功制造出具有優(yōu)異材料屬性的示例熱交換器組件。照片來(lái)自Constellium

關(guān)于AHEADD CP1 粉末

AHEADD CP1 是一種鋁-鐵-鋯粉末解決方案，專為激光粉末床熔融 (L-PBF) 增材制造而設(shè)計(jì)。它具有多種優(yōu)勢(shì)，包括高強(qiáng)度和延展性、優(yōu)異的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性、高生產(chǎn)率LPBF的高效加工以及簡(jiǎn)化的后處理程序。

這款粉末的粒度分布范圍為 20 至63 µm，可根據(jù)要求定制。它與所有 L-PBF 機(jī)器普遍兼容，并提供 5、10 和 25 公斤桶包裝選項(xiàng)。該粉末通過(guò)惰性氣體霧化生產(chǎn)，并通過(guò)三個(gè)獨(dú)立的生產(chǎn)路線進(jìn)行驗(yàn)證。其化學(xué)成分符合（鋁協(xié)會(huì)編號(hào) 8A61）。標(biāo)準(zhǔn)熱處理涉及 400°C 下 4 小時(shí)，可選擇在空氣中進(jìn)行時(shí)效（沉淀硬化）處理，無(wú)需嚴(yán)格控制升溫和冷卻速率。通過(guò)定制熱處理可以進(jìn)一步定制性能，并可根據(jù)要求提供詳細(xì)信息。

Constellium 增材制造主管Alireza ARBAB 博士說(shuō)道：“得益于 Morf3D 和一系列客戶的強(qiáng)大應(yīng)用平臺(tái)，我們現(xiàn)已證明 Aheadd® CP1 粉末具有出色的加工性能，降低了粉末成本，提高特定應(yīng)用的打印生產(chǎn)率，并能夠幫助客戶定制更優(yōu)化的粒度分布�！�

今年 8 月，金屬 3D 打印機(jī)制造商AddUp 將 Constellium 的 Aheadd CP1 鋁合金集成到其產(chǎn)品中FormUp 350 機(jī)器。該公司表示，與傳統(tǒng)合金相比，Aheadd CP1 提高了生產(chǎn)率和散熱性能。通過(guò)簡(jiǎn)單的 400°C 熱處理簡(jiǎn)化后構(gòu)建流程，它為航空航天領(lǐng)域帶來(lái)了希望，擴(kuò)展到賽車運(yùn)動(dòng)之外。該公司還表示，AddUp 的 FormUp 350 系統(tǒng)的成功暗示了更廣泛的工業(yè)應(yīng)用。

△FormUp 350

鋁合金3D 打印的潛力

鋁合金3D 打印的潛力受到了多方面的重視。就在8月份，澳大利亞3D打印機(jī)制造商AML3D與BlueForge Alliance就鎳鋁青銅(NAB)合金測(cè)試簽署了一份價(jià)值28萬(wàn)美元(37萬(wàn)澳元)的續(xù)約合同，以支持美國(guó)海軍的潛艇項(xiàng)目。此次延期合同驗(yàn)證了AML3D的ARCEMY 3D打印合金符合海軍標(biāo)準(zhǔn)。此次續(xù)約驗(yàn)證了AML3D的ARCEMY 3D打印合金符合海軍標(biāo)準(zhǔn)。作為AML3D在美國(guó)擴(kuò)張戰(zhàn)略的一部分，并與AUKUS聯(lián)盟的興趣相一致，這一努力將推動(dòng)ARCEMY技術(shù)整合到美國(guó)軍方。這還涉及到一套大型ARCEMY 3D打印系統(tǒng)的銷售，目前該系統(tǒng)存放在田納西州的奧克里奇國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，價(jià)值約100萬(wàn)澳元。

在其他方面，鋁材料技術(shù) (AMT) 與伯明翰大學(xué)合作探索。該合作伙伴關(guān)系重點(diǎn)關(guān)注激光粉末床熔合 (LPBF) 和直接能量沉積 (DED) 技術(shù)，研究了成分變化、熱處理和增材制造工藝參數(shù)。 A20X 以其各向同性特性而聞名，是一種廣泛應(yīng)用于航空航天和賽車運(yùn)動(dòng)的高強(qiáng)度鋁銅合金。A20X，命名為3D打印鋁合金冶金