250℃の耐用年数が5000時間を超える、北峰科技の3Dプリント用特殊高温高強度アルミ合金

250℃の耐用年数が5000時間を超える、北峰科技の3Dプリント用特殊高温高強度アルミ合金
南極熊の紹介:産業応用の深化に伴い、国内の金属3Dプリントアルミニウム合金材料に画期的な進歩が起こりました。

世界的に権威のある3Dプリンティング研究レポート「Wohlers Report 2021」のデータによると、2020年にアルミニウム合金部品は3D金属プリント部品全体の11.6%を占め、2017年と比較して135%の急激な増加を示しました。

△ 2017年から2020年までの3Dプリント材料市場シェア
2019年、北鋒科技の創設者でオーストラリア工学アカデミー会員の呉新華氏は、米国リノで開催された国際航空宇宙材料会議で、彼の研究チームがAl250Cグレードの3Dプリント用高温高強度アルミニウム合金材料の開発に成功したと発表しました。これは、ゼネラルモーターズ、ボーイング、レイセオン、サフランなど多くの航空大手からすぐに高く評価され、評価されました。 Al250C材料は、現在3Dプリントに使用できるアルミニウム合金材料の中で最も高い強度を誇ります。引張強度は安定して570MPa以上に達し、伸びは安定して12%以上に達します。製造された航空部品は、250°Cで5,000時間の安定性テストに合格しており、これはエンジンの25年間の使用要件に相当します。

△熱処理前後のAl250Cサンプルバーの常温機械的性質 既存の3Dプリントで一般的に使用されているアルミニウム合金AlSi10Mgの降伏強度は260MPa、プリント後の伸びは4〜6%、最大動作温度は100℃未満です。性能と動作温度の両方の面で、航空宇宙アルミニウム合金製品の厳しい要件を満たすことができません。Al250Cの強度は、一般的に使用されているAlSi10Mgアルミニウム合金材料のほぼ2倍です。特に、Al250Cは優れた高温耐用年数を示したことが指摘されています。現在金属3Dプリントに適したScalmalloyアルミニウム合金と比較すると、250°Cでの耐用年数はわずか100時間ですが、Al250Cの同じ温度での耐用年数は5,000時間を超えており、耐用年数が大幅に向上しています。

△Al250Cと他のアルミニウム合金の機械的特性の比較 現在、Al250C材料は2年以上にわたってさまざまな製品を継続的に印刷しており、その製品は国内外の航空宇宙および科学研究分野の顧客に広く使用され、性能が検証されています。過去2年間、市場アプリケーションのフィードバックに基づいて、呉新華のチームはAl250Cの大規模アプリケーションの可能性を継続的に探求し、材料構成を最適化およびアップグレードし、印刷プロセスと後処理プロセスパラメータパッケージを改善しました(熱処理プロセスは非常にシンプルで、AlSi10Mg熱処理プロセスと比較して時間とエネルギーの消費を75%以上削減できます)。また、高強度アルミニウム合金、航空宇宙などの分野で複雑なコンポーネントの開発を完了するために顧客を積極的に支援してきました。

△Al250C粉末および印刷製品
Al250Cは、耐熱性が高く強度が高いため、現在、高効率熱交換器に使用されています。一方では、同じ耐圧条件下では、従来のAlSi10Mg合金と比較して、より薄い壁厚、より軽量で、より優れた熱交換効果を実現できます。他方では、元の中温環境で使用されていたチタン合金やステンレス鋼などの低熱伝達係数材料を置き換えることができ、軽量化と効率的な熱伝達の両方を実現できます。

△Al250Cで印刷された高効率航空熱交換器
Al250Cは、従来の6シリーズアルミニウム合金材料が3Dプリントプロセスに十分に適用できなかった欠点を補い、同時に、従来のアルミニウム合金の強度が低い、動作温度が低いという問題を解決し、幅広い応用の可能性を秘めた新しいタイプの高強度アルミニウム合金材料です。この材料を使用して航空アルミニウム合金の 3D プリント構造部品を製造すると、現在航空宇宙で使用されているチタン合金部品の一部を置き換える可能性が高くなり、航空宇宙分野における軽量化とコスト削減の目標を達成できます。




高強度アルミニウム合金、Beifengテクノロジー

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