目前，SLM技術所應用的材料已涵蓋鈦合金、高溫合金、鐵基合金、鈷鉻合金和少量強度不高的鋁合金等材料體系。高強鋁合金，作為一種在工業領域有著廣泛應用的輕質材料，在SLM領域的需求日益旺盛。但是與其他已經成功應用于SLM的材料相比，高強鋁合金具有較高的導熱率以及對激光較高的反射率，且合金化程度高，結晶范圍寬，使得其SLM成形存在有很強的熱裂傾向，嚴重限制了其工程應用。

 

為解決現有SLM成形高強鋁合金材料的熱裂問題，武漢光電國家實驗室激光先進制造研究團隊的博士生張虎、聶小佳等在朱海紅教授的指導下，從傳統鋁合金材料設計的角度出發，通過在SLM成形高強鋁合金中添加微量元素的方法，獲得了致密無裂紋的試樣。在成功抑制熱裂紋的同時，SLM成形效率大幅提升；與原有粗大的柱狀晶顯微組織不同，微量元素改性后的組織為1mm量級的等軸晶；在細晶強化和析出強化的共同作用下，極限抗拉強度提升12%。

高強鋁合金的激光3D打印技術研究進展

 

該研究成果突破了現有SLM技術成形高強鋁合金的工藝瓶頸，有望加速鋁合金材料在激光3D打印領域的工業化應用。2017年6月，該研究成果“Effect of Zirconium addition on crack, microstructure and mechanical behavior of selective laser melted Al-Cu-Mg alloy”發表在金屬冶金工程領域期刊Scripta Materialia（IF：3.305，DOI：10.1016/j.scriptamat.2017.02.036）。該研究工作得到國家自然科學基金（編號：61475056）的支持。