阿联酋开发新型3D打印铝合金粉末—AMALLOY，打印强度较常规提升33%

时间：2023-09-26 09:30 来源：南极熊作者：admin 阅读：次

2023年9月25日，来自阿联酋的技术创新研究所 (TII)开发了一款名为AMALLOY 的新型铝合金粉末，专门用于增材制造。这款材料在合金设计和性能优化方面做出了极大的创新，并于近日在阿布扎比AMConclave会议上亮相。

△用 AMALLOY 打印的组件，用于评估可打印性。资料来源：TII

AMALLOY 是中东第一种设计用于激光束粉末床熔融 (PDF-LB) 系统的金属增材制造原料。这种低成本、高强度的铝合金表现出优异的可打印性和性能。与市售 AlSi10Mg 合金相比，AMALLOY的强度提高了 33%，且延展性不受影响。这使得这种新材料成为满足高要求应用所必需的轻量化和高强度部件的绝佳候选材料。

△AMALLOY 与商用铝合金（包括高强度铝合金）的维氏硬度值相比。资料来源：TII

由于其独特的化学成分和固有冶金化合物的性质，AMALLOY 展现出极低的热裂纹敏感性系数，这意味着这款材料可以在不出现热裂纹问题的情况下实现更高的强度。AMALLOY铝合金具有稳固的共晶微观结构和高饱和度，结合沉淀硬化和晶粒细化作用，可以实现更高的强度。TII研究人员与牛津大学合作，采用原子探针断层扫描 (APT)表征手段分析揭示了AMALLOY铝合金的原始微观结构中存在纳米沉淀物，这会进一步增强合金的强度。

除了优异的机械性能外，AMALLOY合金还经过了高达 300°C 的测试，显示出优异的热稳定性，使该牌号有可能在高温环境中使用。TII 增材制造总监 NesmaAboulkhair 博士说道：“我们的重点是开发具有出色可打印性能的高强度合金。我们打算使用这些新材料来制造用于关键和高价值应用的无缺陷零件。我们正在采用综合计算和实验方法的模式来设计和生产这些用于金属增材制造的新材料。该框架由六个阶段组成，包括合金设计、实验验证、通过加速工艺优化进行原位合金化的增材制造、材料测试、金属粉末优化以及最后的数据库建立。”事实证明，TII建立的专有材料开发模式从在开发 AMALLOY 方面非常成功，他已经向美国专利局申请了该合金的专利。

TII计划将这套方法用于其他金属族的新合金传和统制造工艺用新合金的开发方面。TII 增材制造材料首席研究员 Federico Bosio 博士表示：“我们开发的金属 3D 打印新材料的目标客户是全球金属粉末生产商，我们正在探索向全球制造商授权我们的新型专利合金成分。新型AMALLOY 合金适用于制造低比重部件，例如航空/航天领域的天线、飞机支架、纳米卫星等；以及拓扑优化发动机支架等高强度组件。”

在打印状态下，AMALLOY 拥有一系列优异的材料特性。这些属性包括 99.9% 或更高的相对密度，确保其结构完整性和强度。此外，它还具有最小的热裂纹敏感性(HCS) 系数，根据 Clyne 和 Davis 模型测量低于 0.3，这增强了其在制造过程中的弹性。就硬度而言，AMALLOY 的维氏硬度范围为 140 HV 至 200 HV，这是由其独特的化学配方决定的。该合金还表现出相当大的机械性能，屈服强度为 200 至 350MPa（由其化学成分决定），极限拉伸强度为 350 MPa 至 500 MPa，进一步巩固了其对各种应用的适用性。

AMALLOY合金系列材料将基于TII的开发框架进一步发展，以生产专门用于高温应用的高强度铝合金。一旦完成，该材料将在航空航天、太空、石油和天然气以及核能等领域开辟一系列新的应用。

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