高性能铝合金3D打印粉末之宝航多级别材料与应用场景

当前，3D打印领域应用较为普遍的AlSi10Mg、AlSi7Mg等材料的强度（屈服强度仅200多MPa）仍然偏低，耐热、耐疲劳、耐腐蚀、导热等性能在面对更高服役要求的应用场合时仍不足以应对。市场迫切需要能满足不同性能需求的新型高性能铝合金3D打印材料：

航天领域对轻质高强度铝合金的需求；

航空领域对轻质高强、高耐疲劳、高耐腐蚀铝合金的需求；

散热领域对轻质高导热铝合金的需求；

汽车领域对轻质高强、耐疲劳、低成本铝合金的需求。

高性能3D打印铝在航空航天、汽车及散热器领域的应用（图片来自网络）

有鉴于此，必须开发高性能铝合金3D打印材料以满足不同行业和应用场景对增材制造产品所需材料的要求。江西宝航新材料有限公司是中国宝安集团旗下一家专注于铝合金3D打印材料研发、生产、销售的高新技术企业。公司自成立以来，一直专注于铝、专精于铝，基于真空感应熔炼气雾化制粉技术，拥有多年铝合金3D打印粉末材料研发制造经验，公司制造的铝合金3D打印粉末产品获得行业用户的高度认可和信赖。公司正致力于成长为中国领先的铝合金3D打印材料研发制造商，基于铝合金3D打印材料的性能特点和应用场合，公司研发了中强铝、高强铝、超高强铝、耐温铝、高导热铝等多种铝合金3D打印材料新产品，并逐步推向市场。

BHSUPERAL系列新产品性能示意图

BHSUPERAL是宝航新材料于2022年新注册获批的商标，其代表了宝航新开发的系列高性能3D打印铝合金粉末，包括HS5401中强铝、HS5501高强铝、HS5601超高强铝及HT4251耐温铝。接下来将介绍这些高性能3D打印铝合金的各自的特点及应用场景。

1. HS5401中强铝3D打印粉末

由宝航开发的一款具有自主知识产权的400MPa级中强度铝合金粉末，适合于SLM选区激光熔化工艺。基于Al-Mg的材料体系，经热处理后屈服强度达380MPa，且具有高达20%的延伸率。材料不含有昂贵金属元素，具有较高的性价比。

无昂贵合金元素加入，材料成本较为平价，能够提供AlSi10Mg和昂贵的含Sc高强铝中间的一种材料选择；

在强度达到400MPa的同时，具有超高的延伸率。

应用场景：适用于航空航天、汽车及工业领域零部件的增材制造。

2. HS5501高强铝3D打印粉末

一款具有自主知识产权的500MPa级中强度铝合金粉末，适合于SLM选区激光熔化工艺。基于Al-Mg-Sc-Zr的材料体系，经热处理后屈服强度稳定达520MPa，延伸率稳定达12%，且该材料具有良好的耐腐蚀性能。

应用场景：航空航天、汽车、机器人及摩托车运动部件的增材制造。

3. HS55601超高强铝3D打印粉末

一款具有自主知识产权的600MPa级超高强度铝合金粉末，适合于SLM选区激光熔化工艺。基于Al-Mg的材料体系，经热处理后屈服强度高达620MPa，且有不低于6%的延伸率。

是市场上推出的少数几种强度能达到600MPa级高性能的新材料之一；

已获得中国境内专利证书。

应用场景：可用于制造散热器、结构件、模具等，适合于航空航天、国防军工等轻质高强的尖端应用场合。

4. HT4251耐温铝3D打印粉末

一款具有自主知识产权的250MPa级(250℃下)耐温铝合金粉末，适合于SLM选区激光熔化工艺。基于Al-Si的材料体系，在250℃下，材料抗拉强度稳定在260MPa，延伸率稳定在15%，具有良好的耐温性能，且材料无需热处理就可以使用。

室温强度高达560MPa，远优于现有3D打印用 Al-Si系铝合金打印材料；

材料使用温度可以达到300℃，在部分领域中可替代部分钛合金材料使用，大幅减轻部件重量和制造成本；

材料组织均匀致密，最高致密度达到99.95％，无各向异性，物理化学性质稳定；

材料制造成本较为平价。

应用场景：适用于冷却、散热等热端部件等的增材制造。

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基于前沿科学探索与发展的角度，Science曾刊文指出：现代工业要求结构材料具有高的强度、断裂韧性及刚度，同时尽可能减重。在这种情况下，以铝、钛为代表的轻质高强合金、Ni基高温合金为代表的承载耐热合金，成为各国新材料研发计划中重点发展的材料之一，也是激光增材制造中重要的应用材料。

增材制造铝合金粉作为上游产业，是实现高端装备轻量化和修复性价比最高的材料，市场需求量持续上升非常迅速，市场巨大。

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