突破创新！上海交大金属基复合材料国家重实验室多项成果彰显学术实力|材料|重实验室|金属|高温合金

金属基复合材料因其轻质、高比强度、高比模量等特性，已经成为关键结构部件的理想选择，在航空航天、轨道交通、通信、消费电子、汽车船舶、能源化工、仪表制造和生物医疗等应用领域具有巨大的潜力。然而，其研发、制备和应用仍面临一些挑战，如材料性能的进一步优化、成本控制、生产工艺的规模化和标准化等。 SLM技术在加速其研发进程上展现出了独特的优势，如材料成分可设计性强、成形精度高、样块交付周期短等特点。

随着市场需求的增加，国内外众多高校和研究机构都在积极推动金属基复合材料的技术创新和产品开发。上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室（以下简称“实验室”）近年来在增材制造金属基复合材料领域取得了显著的理论与应用成果。实验室使用铂力特BLT-S210设备展开了多项基于SLM技术的金属基复合材料成分与结构设计的相关研究，并屡次发表高质量学术论文。

继BLT-S210设备问市以来，迄今已向各大高校科研机构累计交付近100台。这台设备为何受到科研用户的一致青睐和信任？在《》中，铂力特从“成形精度控制”“光学系统稳定可靠”“创新风场设计”等方面解析了设备如何助力用户高质量完成理论模型的研究，本篇内容将围绕实验室的多项研究成果，继续详解“科研神器”BLT-S210设备的其他优势功能。

从研究中可看出，以TiB 2 (15 vol.%，1-5 μm)增强Al2024复合材料为例，增强相在基体内均匀分布的样品，其杨氏模量、屈服强度、抗拉强度、延伸率均明显要优于其他样品。

高度的材料适配性和

优异的惰性气体保护系统

在上文研究中，实验室用到了铝（Al）、高强铝合金（Al2024）、铜（Cu）三种材料。其中，铝以其轻量化特性而广泛应用于各种结构件中，但其在SLM打印过程中易氧化，对设备的环境控制要求较高；高强铝合金则因其高强度和良好的耐腐蚀性而备受青睐，由于在打印过程中对温度和气氛的敏感度高，因此要求设备具备精确的温控系统和稳定的惰性气体保护系统；铜以其优异的导电性和热传导性在电子领域有着不可替代的作用，然而其高反射率和热导率对SLM设备的激光能量控制和热管理提出了更高要求。

BLT-S210设备能力可高度适配以上材料的研究需求，而且在基体为铝、铜、锌、钛等有色金属及其合金以及金属间化合物、高温合金等金属基复合材料的研究中可以更好地发挥设备价值，助力研发进度加速。除此以外，还能兼容钛合金、钴铬合金、不锈钢、高强钢、模具钢、钨合金、钽等多个种类，可成形材料共计50余种，为科研用户的研究提供了更多的材料选择和更大的灵活性。

同时，BLT-S210设备优异的惰性气体保护系统能有效解决铝和铝合金在打印过程中的氧化问题，保障了材料的纯净度；在打印铜时，设备能实时跟踪和精确调整激光功率与扫描速度，确保铜粉的充分熔化和均匀分布，有利于获得高致密度的铜试件。基于BLT-S210设备先进的设计和精密稳定的控制系统，有效解决了研究中面对多种打印需求“多场景”“多材料”“成形难”的问题。

此外，该团队的另一项研究也借助BLT-S210设备打印出高纯度（>99.9%）大块铜试件，致密度高达99.3%±0.2%。

小光斑精细控制

基于BLT-S210设备自身精细的激光控制和研究人员优化的扫描策略，通过在工艺参数区间范围内设置一定的数值进行多次正交试验，在打印铜时，能够在保证熔池充分熔化的同时，避免激光能量的损失和不均匀的熔池温度分布等问题。同时，通过对层厚和扫描间距的精确控制，在打印作业时确保了每一层粉末的均匀熔化和紧密堆积，从而实现了高致密度的成形效果。

灵活自由的工艺参数窗口

由于研发的复杂性和多样性，要求设备打印参数具备高度的开放可调节性。BLT-S210设备深度的参数开放策略赋予了科研人员高度的自由度和定制化能力，尤其是在应对高难度成形材料的挑战时，能够灵活调整和优化工艺参数，多维度把控实验中每一变量，以适应各种复杂的成形需求，使其在新材料开发和应用研究的道路上走得更快、更远、更稳。