根据SmarTech,增材制造铝合金材料的全球供应链似乎已经“越过门槛”,成为支持增材制造技术的下一代机遇。
但长期以来,在3D打印铝合金材料中,仅少数Al-Si基铸造合金已实现无裂纹加工。
焊接性较差的锻造铝合金,由于高的热梯度会促进柱状生长并因此引起热裂纹,因此锻造级铝合金的增材制造应用受到了很大的限制。
根据3D科学谷的市场观察,这一限制正在被打破。
2019年以来陆续商业化的高强度铝合金3D打印材料,为原来必须通过锻造来实现的零件加工打开了一扇崭新的大门,结合3D打印所释放的设计自由度,锻造铝合金增材制造技术将在压力容器、液压歧管、托架、高强度结构件领域获得想象力巨大的市场空间。
新型3D打印锻造铝合金材料的开发仍在继续发展。
本期,3D科学谷将分享法国学者Mathieu Opprecht等人在3D打印AI6061铝合金消除热裂纹方面所开展的最新研究成果。
迈向完全等轴晶结构的第一步当使用选区激光熔化3D打印技术进行锻造铝合金成形时,易于发生严重的开裂。
近年来,为了获得具有高机械性能的致密零件,许多研究都集中在工艺参数的优化上,然而通过这种方式处理的材料范围仍然相当有限。
在锻造铝合金中,Al6061和Al7075 在选区激光熔化过程中裂纹水平特别高。
来自法国学者Mathieu Opprecht等人的最新研究表明,添加一定数量的钇稳定氧化锆(YSZ)可以诱导晶粒细化,改变3D打印6061铝合金材料的微观结构,从而消除热裂纹现象。
相关论文发表在Acta Materialia期刊中。
表1:Al6061粉末化学成分;表2:实验中使用的YSZ 粉末化学成分。