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與尼康子公司Morf3D的合作，擴大了其增材制造開發(fā)計劃，專門生產(chǎn)針對航空、航天和國防領(lǐng)域的金屬增材制造部件。

△從左到右：George PANOURGIAS（Constellium AM 高級技術(shù)負責人）、Ravi SHAHANI（Constellium AM 總工程師）、Alireza ARBAB（Constellium AM 負責人）、Behrang Poorganji（尼康公司 Morf3D 首席技術(shù)官）和Hamid Zarringhalam（尼康先進制造公司首席執(zhí)行官）在 Formnext 2023 上。照片來自 Constellium。

為了滿足大幅面增材制造日益增長的市場需求，此次合作的重點是使用 SLM500 系統(tǒng)對 Constellium 的 Aheadd CP1 粉末解決方案進行認證和開發(fā)。具體來說，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說道：“我們與Constellium的合作伙伴關(guān)系對于推進增材制造先進鋁合金的開發(fā)和認證具有極其重要的意義，特別是在 SLM®500 平臺的背景下。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，例如通過增材制造創(chuàng)新生產(chǎn)的熱交換器。在 SLM®500 平臺和未來更大尺寸的平臺上使用 CP1 鋁合金，有望通過提供增強的設(shè)計靈活性和材料特性來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。它具有多種優(yōu)勢，包括高強度和延展性、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 機器普遍兼容，并提供 5、10 和 25 公斤桶包裝選項。該粉末通過惰性氣體霧化生產(chǎn)，并通過三個獨立的生產(chǎn)路線進行驗證。其化學(xué)成分符合（鋁協(xié)會編號 8A61）。標準熱處理涉及 400°C 下 4 小時，可選擇在空氣中進行時效（沉淀硬化）處理，無需嚴格控制升溫和冷卻速率。通過定制熱處理可以進一步定制性能，并可根據(jù)要求提供詳細信息。

Constellium 增材制造主管Alireza ARBAB 博士說道：“得益于 Morf3D 和一系列客戶的強大應(yīng)用平臺，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 打印機制造商AddUp 將 Constellium 的 Aheadd CP1 鋁合金集成到其產(chǎn)品中FormUp 350 機器。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。通過簡單的 400°C 熱處理簡化后構(gòu)建流程，它為航空航天領(lǐng)域帶來了希望，擴展到賽車運動之外。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打印機制造商AML3D與BlueForge Alliance就鎳鋁青銅(NAB)合金測試簽署了一份價值28萬美元(37萬澳元)的續(xù)約合同，以支持美國海軍的潛艇項目。此次延期合同驗證了AML3D的ARCEMY 3D打印合金符合海軍標準。此次續(xù)約驗證了AML3D的ARCEMY 3D打印合金符合海軍標準。作為AML3D在美國擴張戰(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ARCEMY技術(shù)整合到美國軍方。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家實驗室，價值約100萬澳元。

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動的高強度鋁銅合金。A20X，命名為3D打印鋁合金冶金