铝合金的3D打印正在实现飞跃，追赶镍合金，不锈钢和钛合金。
1.5倍的硬度提升
根据科技日报，俄罗斯国立研究型技术大学科研人员在铝粉中加入一种纳米碳添加剂，改进了航空复合材料3D打印技术，使航空复合材料的硬度提高了1.5倍。相关研究成果近日发表在《复合材料通讯》杂志上。
目前，铝3D打印的主要应用领域是为航空航天工业生产高科技零件。但3D打印中即使是细微的缺陷也对产品的安全性构成影响，这种缺陷的主要风险是材料的高孔隙率，主要原因是原始铝粉的质量所致。
为了确保3D打印产品的微观结构均匀且致密，俄国立研究型技术大学的科研人员建议在铝粉中添加碳纳米纤维，这种改性添加剂的使用可以确保材料的低孔隙率，同时使其硬度提高1.5倍。
该项目的学术带头人、国立研究型技术大学科研人员亚历山大·格罗莫夫教授称：“可以通过向主基质中引入其他成分来改变铝粉的化学成分和相组成，从而改善用于3D打印的铝粉的性能。特别是碳纳米纤维具有高导热性，有助于在产品合成过程中选择激光熔化阶段小化打印层之间的温度梯度，大大消除材料微观结构的不均匀性。”
亚历山大·格罗莫夫表示，俄科研人员开发的碳纳米纤维添加剂合成技术包括化学沉积、超声波处理和红外线热处理等方法；所使用的碳纳米纤维是加工石油天然气的副产品。在催化分解过程中，碳以纳米纤维的形式积聚在催化剂分散的金属颗粒上。他还称，通常对石油天然气的副产品只是简单燃烧，这对环境有害，因此，新方法的应用也具有很好的环保价值。
据悉，研究人员计划进一步研究激光熔化新复合粉末的佳条件，并开发用于合成产品的后处理和工业用途的技术。
3D科学谷Review
当一种材料相对便宜，但又难以通过3D打印加工的时候，市场上开发这种材料以适用于3D打印加工技术的当前动机就变得不足，因为相对于3D打印设备的价格来说，材料的价格对终产品的价格所起到的作用并不明显。
不过如果有一种方法，使得这种相对便宜的材料变得容易加工，且所实现的产品性能可以堪比那些昂贵材料呢？譬如说能够替代中温钛合金的应用场景。
这支撑了高强度铝合金的开发逻辑。
不仅仅是纳米碳添加剂成就更强的航空复合材料，3D科学谷在《铝金属3D打印白皮书1.0》中介绍了国内外在通过3D打印实现高强度铝合金方面的新进展。
根据3D科学谷的市场观察，南京航空航天大学几年前开发出基于SLM成形的铝基纳米复合材料，用于激光增材技术领域，有效的解决铝基纳米复合材料在激光增材过程中工艺性能与力学性能不匹配、增强颗粒分布不均匀以及陶瓷相与基材相之间润湿性较差的问题，使得所获得的产品具备良好的界面结合以及优异的力学性能。
根据3D科学谷的市场观察，安徽相邦复合材料与上海交通大学(拥有两台工业级铂力特BLT500增材制造设备，1台ProX200）共同研发生产的陶铝粉末，能够改善粉末流动性，提高激光吸收率，细化晶粒组织，尤其适用于3D打印，已制定陶铝合金粉末标准，将陶铝粉末应用于3D打印，真正实现了高性能材料和复杂结构件相结合，在航空航天、国防军工等领域具有非常广阔的应用前景。
总之，在3D科学谷看来，3D打印用高强度铝合金材料的出现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，高强度铝合金将在包括压力容器、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。
参考资料：纳米碳添加剂可改善航空复合材料3D打印效果
