3D打印用高流动性铝合金粉末是面向粉床增材工艺开发的铝基球形粉体。所谓高流动性,是粉体综合性能要求,需要霍尔流速、松装密度、球形度以及卫星粉控制等多项指标同时满足规范要求。
在粉末床熔融成形过程中,流动性较差的粉体很难依靠刮刀或辊轮铺置出平整、密实的粉层;铺粉间隙、层厚波动会直接转化为构件内部孔隙,造成力学性能不稳定。与主打高温强度、耐热性能的高温合金、难熔金属粉体相比,3D打印用高流动性铝合金粉末的竞争重点在于粉床铺展稳定性与层间均一性,粉体流动性水平直接决定铺粉缺陷发生率、可实现的打印层厚以及成形件致密度。
按合金体系分类,3D打印用高流动性铝合金粉末主要分为Al-Si-Mg、Al-Mg-Sc-Zr、Al-Cu-Ce等系列。其中Al-Si-Mg系是市场主流,AlSi10Mg牌号产量规模最大、配套工艺体系最为成熟;Al-Mg-Sc-Zr属于高强合金体系,典型代表为Scalmalloy,依靠钪元素析出强化机制提升抗拉与屈服强度;Al-Cu-Ce体系尚处在研发阶段,其流动性调控思路和传统Al-Si-Mg合金有明显区别。
3D打印用高流动性铝合金粉末工业化生产以气雾化工艺为基础,技术迭代方向聚焦雾化喷嘴结构、熔体预处理以及粉末后处理的协同改进。惰性气体雾化是当前主流量产方案,借助高压氩气或氮气击碎熔融铝液,熔体在快速冷却条件下凝固形成球形或近球形颗粒。
在我国,2025年,陕西有色榆林新材料集团研发中心对外公布,其单流雾化工艺制备的铝硅镁合金粉末球形度高于90%,霍尔流动性52.32秒/50g,氧增量控制至290ppm,目标粒度得粉率稳定在80%以上,综合成本降幅超20%。
2025年9月,中体新材完成增材制造用铝合金粉全智能化产线集群建设并投产,本次新增6条产线,铝合金粉末总产能提升至2500吨/年,其中适配LPBF工艺(20~63μm)的高球形粉体产能1500吨/年;该企业是空客Scalmalloy粉末授权生产商,产品面向航空航天结构件制造。
新思界
行业分析人士表示,在我国《重点新材料首批次应用示范指导目录(2024年版)》中,3D打印用高流动性铝合金粉末性能要求包括:粒度范围15~54μm、15~45μm,球形度≥97%,氧含量≤500ppm,霍尔流速≤40s/50g,空心球率≤3‰。我国3D打印用高流动性铝合金粉末行业技术仍有提升空间。
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