在所有轻量化3D打印材料中,铝合金无疑占据主流位置。从被广泛使用的AlSi10Mg,到代表高强轻量化极限的Scalmalloy®,3D打印铝合金的版图正在越来越精细。
其中有一种铝合金类型却被提起的很少,这就是AlSi7Mg,其国际牌号为F357。相比AlSi10Mg,前者的Si含量稍低而Mg含量稍高,这使其具有更高的强度和延展性——材料密度为2.68g/cm³,不同工艺下的抗拉强度范围为260-430Mpa,断后伸长率为8-12%。
但该材料还有另一个重要性能——导电性。标准AlSi7Mg的电导率通常在17~20MS/m 量级,再结合其密度、强度,使其成为综合性能均衡的一类铝合金,这对于制造轻量化、可承载、能导电的复杂结构零件具有重要的工程应用价值。
3D打印技术参考注意到,金源智能于近日推出了一种升级款的AlSi7MgA新牌号,通过成分微调和雾化工艺优化,在保持原有力学性能窗口的前提下,将电导率提升至25MS/m。
与纯铝相比,后者的电导率虽更高但却不能作为结构件使用;铜合金的导电性能更好,但密度却是铝合金的3倍以上,严重制约了轻量化的实现。
实验数据显示,金源智能推出的AlSi7MgA将电导率相比基础材料提升了1/4,热处理后的横向抗拉强度为269Mpa,断后伸长率达15%,这为工程应用带来了实质改变。
原本需要铜嵌件或表面镀层的导电通路,可以直接用3D打印零件本体承载;采用一体化设计即可实现一个零件替代三个装配件,省去后处理工序,减少装配误差,并释放出原本被连接件占据的宝贵空间。
在航空航天、卫星、高端汽车、电子信息等领域,3D打印的壳体即可作为电气通路使用,结构件本身就能发挥散热性能。这种材料上的突破对于实现功能集成、减轻系统重量、降低成本具有明显效益。
在航空航天方向,AlSi7MgA的可以用于制造卫星热控支架、航空电子舱壳体等结构件,减重效果明显。
在5G通信与射频领域,可以制造功能集成的电气外壳、电磁屏蔽罩等,压缩装配误差,提升射频一致性。
在数据中心领域,可成型微通道液冷板与TPMS晶格散热器。
在新能源汽车方向,可一体3D打印电池包冷却板与结构支撑,电控外壳同时兼顾电磁屏蔽与散热,减少外挂模块。
可以看出,铝合金3D打印材料的细分品类已经越来越多。金源智能在AlSi7MgA粉末制备上采用真空气雾化工艺,对粒度分布、氧含量及批次一致性进行系统化管控。氧含量的严格控制直接影响电导率的稳定性——这是从实验室单批数据走向量产交付的关键约束,也是高导电性能能否在实际零件上稳定复现的前提。
注:本文由3D打印技术参考创作,未经授权,谢绝转载。
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