/ 鋁 3D 打印 /
鋁是工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域最受歡迎的金屬之一，更具體地說，是增材制造領(lǐng)域。它是一種堅固、輕質(zhì)的金屬合金，具有機械和熱性能的理想組合。從事材料開發(fā)的公司，特別是增材制造公司，提供用于金屬 3D 打印的各種鋁合金。這些材料用途廣泛，并根據(jù)每種應(yīng)用所需的特性提供多種優(yōu)勢。為了更好地了解這種金屬的特性及其為 3D 打印零件帶來的好處，請仔細(xì)研究這本完整的指南。
/ 材料特性 /
原子序數(shù)為 13 的鋁 （Al） 是一種存在于地殼中的化學(xué)元素。它是一種非鐵磁性金屬，即它不能被磁場磁化。許多可用于增材制造的鋁合金由金屬和準(zhǔn)金屬元素（包括鋁、硅、鎂或銅）的組合組成。一些最受歡迎的鋁合金是：
AlSi7Mg–鋁與硅（7%）和鎂合金
AlSi10Mg–鋁與硅（10%）和鎂合金
AlSi12–硅合金鋁（12%）
AlSi9Cu3–鋁與硅合金（9%）和銅（3%）
提取鋁的原材料是稱為鋁土礦的礦物。為了獲得鋁，首先通過拜耳工藝將鋁土礦轉(zhuǎn)化為氧化鋁，然后通過稱為電解的工藝提取鋁。鋁除了是一種低熔點的輕金屬外，還是一種非常好的電導(dǎo)體和熱導(dǎo)體。鋁的工業(yè)用途使其成為最重要的材料之一，無論是在數(shù)量上還是在用途上。現(xiàn)在讓我們看看這種金屬是如何在增材制造領(lǐng)域使用的。
/ 鋁 3D 打印 /
在用鋁制造 3D 打印零件時，有許多不同的方法可以做到這一點。金屬增材制造最普遍的技術(shù)之一是激光粉末床熔融 （LPBF），其中激光逐點熔斷鋪在粉末床上的金屬層。在同一系列中，我們還發(fā)現(xiàn)了電子束熔化 （EBM） 技術(shù)，不同之處在于能量源是電子束而不是激光。
除了這兩種方法之外，還有其他能夠用鋁打印的金屬制造方法，例如粘結(jié)劑噴射、冷金屬熔融和線弧增材制造 （WAAM）。最后，我們可以找到，盡管在較小程度上，鋁與 FDM 技術(shù)的使用。雖然這種方法主要適用于塑料長絲，但一些公司已經(jīng)開發(fā)了與該技術(shù)兼容的解決方案，以制造更耐用的零件。
與其他金屬相比，鋁制 3D 打印部件具有許多優(yōu)點和缺點。在優(yōu)點中，鋁是一種高性能材料，具有有趣的機械和化學(xué)性能。除了允許制造復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)外，它還具有高強度重量比和耐候性。然而，鋁制 3D 打印零件的剛性不如鋼制零件。此外，與鈦不同，鋁不是生物相容性金屬，因此它不是用于醫(yī)療領(lǐng)域的理想選擇，我們將在下面看到。
鋁是強度重量比最好的金屬之一
完成 3D 打印過程后，絕大多數(shù)鋁制零件都需要某些后處理步驟。這主要是因為許多與這種金屬兼容的技術(shù)都是粉末床系列的一部分。因此，首先要執(zhí)行的過程之一是去除多余的粉末和制造載體（如果已使用）。
此外，零件通常具有明顯的表面粗糙度，通常高于其他粉末材料。為了獲得最佳和平滑的效果，應(yīng)使用拋光、滾揉或拋丸等后處理技術(shù)進(jìn)行表面處理。熱處理也可用于增強最終零件的性能。
/ 主要用途 /
無論使用何種工藝，由鋁合金制成的 3D 打印部件都為眾多行業(yè)提供了有趣的特性。除了良好的耐化學(xué)性和輕質(zhì)外，它們還具有所有金屬中最好的強度重量比之一。這種金屬最常見的應(yīng)用包括制造短系列或原型。其他則與結(jié)構(gòu)輕量化或傳熱有關(guān)，例如定制換熱器。結(jié)合硅和鎂，它是航空航天和汽車行業(yè)許多參與者的卓越選擇，這些行業(yè)的需求非常高。
在汽車領(lǐng)域，保時捷為其旗艦車型 GT2 RS 3D 打印鋁制活塞。金屬增材制造的使用使該公司能夠從 700 馬力的雙渦輪增壓發(fā)動機中獲得高達(dá) 30 馬力的功率，同時提高車輛的效率和性能。與此同時，梅賽德斯-奔馳正在為其卡車和汽車系列 3D 打印鋁制替換零件，以確保更高的道路安全性。
鋁制活塞 3D 打印
航空航天業(yè)在其業(yè)務(wù)中實施鋁 3D 打印方面也不落后。例如，空中客車公司為其 A350 XWB 和其他飛機以及通信衛(wèi)星制造了使用鋁合金的零件。波音公司還轉(zhuǎn)向金屬增材制造，為其飛機、衛(wèi)星和直升機制造鋁制部件。這種尖端技術(shù)可以使結(jié)構(gòu)更輕，并使飛機能夠以更少的燃料行駛得更遠(yuǎn)。
如前所述，該材料主要以粉末形式存在，但也存在于某些技術(shù)的線材中。
