État de développement de l'impression 3D en métal avec des matériaux en poudre d'alliage d'aluminium

Le développement du matériau métallique.

Les matériaux en alliage d'aluminium se caractérisent par leur légèreté et leur facilité de traitement, et offrent de larges perspectives dans le domaine de la fabrication légère. Cependant, ils présentent également des caractéristiques telles qu'une conductivité thermique élevée, une oxydation facile et une réflectivité laser élevée, qui ne peuvent pas être appliquées à toutes les sources de chaleur dans l'impression 3D métallique.

Pour l'impression 3D laser, la poudre d'alliage de la série Al-Si a une meilleure adaptabilité que la série Al-Cu et la série Al-Zn-Mg-Cu en raison de sa bonne fluidité et de ses excellentes propriétés de moulage et de soudage. Il peut résister aux contraintes internes importantes générées lors du processus de chauffage et de refroidissement rapide de l'impression 3D métallique utilisant le laser comme source de chaleur. Si la série Al-Cu et la série Al-Zn-Mg-Cu ne sont pas modifiées par l'ajout d'autres éléments, elles souffriront de fissures thermiques et ne pourront pas être utilisées dans l'impression 3D métal utilisant le laser comme source de chaleur.

Le matériau utilisé dans la technologie d'impression 3D à l'arc est le fil, et les séries Al-Cu et Al-Zn-Mg-Cu sont moins sensibles aux contraintes internes lorsqu'elles sont utilisées dans l'impression 3D par téléphone par rapport à l'impression 3D laser. Ils ont également une meilleure formabilité. Cependant, les alliages de la série Al-Si sont difficiles à préparer sous forme de fils en raison de leur dureté, ce qui rend difficile leur traitement par impression 3D à l'arc.

Actuellement, la technologie d'impression 3D la plus largement utilisée utilise le laser comme source de chaleur, de sorte que les matériaux à base d'aluminium utilisés dans l'impression 3D métal sont principalement des séries Al-Si.

La direction du développement des matériaux en alliage d'aluminium dans le domaine de l'impression 3D métal

Basé sur la direction de développement de la technologie d'impression 3D métallique, la principale direction de développement des alliages d'aluminium utilisés pour l'impression 3D est les alliages d'aluminium à haute résistance qui peuvent s'adapter à la technologie de fabrication additive laser. Actuellement, de nombreux matériaux en alliage d'aluminium spécifiquement destinés à l'impression 3D métallique sont apparus à l'étranger. Ces matériaux sont généralement préparés en ajoutant des éléments tels que Sc, Zr et Ti, qui permettent aux matériaux en alliage d'aluminium de former des particules de Sc, Zr et Ti pendant le processus de chauffage et de refroidissement rapide, évitant ainsi la fissuration thermique de la structure.

Par ailleurs, améliorer le taux d'utilisation des matériaux filaires en alliage d'aluminium applicables à l'impression 3D à l'arc et réduire leurs coûts de préparation est également un axe de recherche, qui s'applique progressivement.

À l'heure actuelle, les pièces en alliage d'aluminium imprimées en 3D sont largement utilisées dans le domaine aérospatial, principalement pour les pièces légères et complexes, telles que les récipients sous pression, les collecteurs, les supports, les échangeurs de chaleur, etc.

On pense qu'avec le développement continu de nouveaux matériaux en alliage d'aluminium et l'amélioration continue de la technologie d'impression 3D métallique, les alliages d'aluminium auront un grand potentiel dans le domaine de la fabrication légère.