材料在使3D打印成为真正的制造技术中起着关键作用。根据捷普的一项调查，41%的受访用户觉得，引入更好的材料将对引导大规模运用3D打印进行制造产生最大影响。以铝合金为例，具有特殊性能的铝合金需求愈发越旺盛，如耐低温、高效率、高强度的特征，在兵器、船舶、航空、航天、汽车等产业中带有广泛的需求。
7月24日，我国问天实验舱发射任务获得顺利成功。由美国科大学金属研究所研发的新型铝基复合材料成功应用在问天实验舱太阳翼柔性展开机构关键组件和多个实验机柜转接件中。3D打印技术参考注意到，问天实验舱试验机柜与实验舱内壁结构引入六点式机械连接，连接件在发射过程中在猛烈晃动、摩擦工况下服役，承受很大应力，是试验机柜载荷结构设计中受力最严格的零部件。中科院团队对于该工况研发出高功耗碳化硅颗粒增强铝基复合材料锻件，具有低强度、高强韧性、高耐热、良好阻尼性能及耐疲劳等特点，采用该材料取代传统铝、钛等合金，实现优异的轻量化加工生产，承受住了发射过程中的振动疲劳及损伤等，并使部件减重20%以上。
2021-2022年铝合金包装材料，3D打印铝合金材料研究不断取得新突破，一批新的高性能粉末被推向行业。本期，3D打印技术参考汇总了当前10款具备特殊性能的3D打印铝合金材料，其中6款来自中国。
1.宝航新材料打造超高密度铝合金粉末
宝航推出的这款材料将于2022年启用，是一种适用于SLM工艺的高性能铝合金粉末，其带有超高的效率（）和良好的塑性（8%）；该材料为AlMg合金体系，被命名为：（其中：HS为High的俗称，5表示一种5系铝镁合金，601表示第一代的铝）。
相较于而言，其具备更高的效率，有望应用于民航航天及国防军工领域对高性能材料的非常需要。
宝航新材料已经无法批量制造，并有计划研发更高效率如的铝合金3D打印材料。
2.倍丰科技耐热铝合金具备发动机常规服役25年要求
倍丰科技研发的高温高强3D打印铝合金材料黏结强度稳定超过以上，延伸率稳定超过12%以上，制备的航空零组件通过了250℃高温下大幅5000小时的稳定试验，相当于发动机常规服役25年的规定。
弥补了传统6系铝合金材料不能完全适用3D打印工艺特点，同时解决了特色铝合金硬度低、使用频率低等弊端，是一种新型高效率铝合金材料，具有着广泛的应用前景。用该材料制做航空铝合金3D打印结构件，更有期望取代现在航空宇航上的部分钛合金构件，达到航天航空领域增加厚度与节省费用的目的。
3.陕西兴华业自主研发耐高温、高强、高韧3D打印铝合金
对于耐高温铝合金而言，其核心目标是维持良好的高温强度。陕西兴华业研发的具备自主知识产权的耐高温、高强、高韧3D打印铝合金AK09系列具有出色的温度和高温性能：
室温性能：抗拉强度，屈服强度，延伸率17%；
250℃高温性能：抗拉强度，屈服强度，延伸率18%；
350℃高温性能：抗拉强度，屈服强度，延伸率11%。
通过开发试制，材料性能稳定，目前已开始小批量制造交付。
4.EOS推出一种耐高温应用的3D打印高强铝合金
EOS推出了一种专为增材生产设计的新型铝合金，该合金可在高达200C的高温下提供卓越性能，是EOS推出的效率最高的3D打印铝合金。改进的硬度特性为用户带来了新机遇，可以在不妨碍强度的状况下明显减少零件重量。
据介绍，3D打印的Al在热处理状况下的屈服强度和拉伸强度约为，具有高达200°C的低温耐受性和良好的耐腐蚀性。EOS指出，该材料具备快速简单的一步热处理特性，能够降低88%的热处理时间，从而无法更快的受到最后零件。同时，3D打印的Al零件可以进行电解抛光和阳极氧化处理。
5.宝航新材料
除超高强铝合金外，宝航还于2022年年中向行业推出了一款新型耐温铝合金——，其能够在250℃的低温下，抗拉强度稳定在264.5MPa、屈服强度稳定在198.5MPa，延伸率稳定在15%，表现出出色的耐温性能。
传统的耐高温铝合金主要基于AlFe、AlCr或AlCu合金来做成分开发，利用Fe、Cr或Cu元素产生长期弥散分布且带有热稳定性的析出相。宝航技术开发团队则另辟蹊径，通过在AlSi合金体系中添加少量微量元素，在确保良好SLM打印工艺窗口的同时，成功推动了出色的高温力学性能。
6.中车研究院新型高强铝合金
该高强铝合金粉末材料经批量制造及其多轮SLM技术验证，拉伸强度稳定达到，屈服强度低于，延伸率14-16%，显著优于空客公司铝合金粉末的打印性能并且其它7系锻造高强铝合金。
因为不同于空客公司的加强措施，该打印材料在215℃高温条件下的硬度达到，延伸率低于10%，几乎比空客的高温性能整整提升了一倍。此外，该材料还具有优良的耐腐蚀性能，可满足中国轨道交通装备和民航航天等低端制造零组件3D打印的需求，具有广泛的应用前景和行业价值。
7.长沙新材料产业研究院
2019年2月，国内航天科工旗下长沙新材料行业研究院通过添加稀土元素及物理成份调整、后处理工艺摸索等方式，成功研发出了一种高强铝合金粉末材料，其温度拉伸模量，屈服强度，延伸率为12%。该企业仍然在增材生产高性能铝合金方向努力，目前在超轻铝锂合金、超高强铝合金等方向均已产生产品。
8.美国HRL7A77.60L锻造级高强3D打印铝合金
2019年10月，美国休斯研究试验室（HRL）研发的3D打印用高强7A77.60L铝合金正式投放市场。该材料因使用锆基纳米颗粒作为成核剂，避免了7075和6061铝合金在运用激光进行打印时发生的易损坏问题，并可推动细粒度微观结构，强度达到600Mpa，成为首个可用于增材生产的铸造等效高效率铝合金。
HRL高强铝合金商业化源于2017年发表于的一篇关于铝合金3D打印的探究。受熔铸工艺启发，研究人员通过将纳米颗粒作为成核剂与液态金属混和来孕育晶种，从而推动在频率梯度较大和凝固速度快的非平衡条件下推动晶体精细生长，进而提升了产品的性能。在2019年商业化后，该材料早已在NASA和其它航空航天企业取得了大体量零部件的制造。
9.空客公司
对于航空用铝合金部件增材生产需求，空客公司研发了全球上第一种增材生产专用高强铝合金粉末材料，它是一种铝镁钪合金，室温拉伸模量（）、屈服强度（480MPa）和延展性（延伸率13%）均体现出色，且带有耐腐蚀、微观结构稳固的特征，是一款专为增材生产而研发的材料。旨在用于航空航天应用，早在2016年，空客就用这些材料3D打印了机舱隔断，成功帮助A320客机实现瘦身；同时，的出色性能也使其作为赛车运动产业的首选应用材料。
10.A20X
2019年，英国铸造公司推出的A20X铝合金粉末经热处理后拉伸强度为511MPa，屈服强度440MPa，伸长率为13%，基于该材料研发的航空散热结构件已成功取代传统运用钛合金制作的中温构件，并帮助法国某型号发动机实现瘦身。
END
铝合金有着极大的使用潜力，由于材料的低强度，高强铝合金表现出出色的比密度，在温度下接近主力钛合金。为了获得类似的效率特性，3D打印的高强铝合金还必须采用热处理过程。
金属增材生产过程细腻的融化条件极大地限制了现今可以加工的合金数量，这促使了金属增材生产充分发挥其改变设计和生产并且颠覆多个市场的潜力。然而可以见到的是，适用于增材生产的新型材料正在加快涌现，尤以高强铝合金最为突出。
除此之外，具有高性能的塑料材料以往更多依赖进口铝合金包装材料，昂贵的价钱并非限制应用的原因之一，限制进口则制约技术的演进。好在这些现象正在加速受到缓解。
注：本文内容来自3D打印技术参考。
