Gränges 粉末冶金公司（GPM）—— 瑞典制造商Gränges旗下的先进铝材部门 —— 正在与金属部件专业公司Pint和法国研究机构IRT M2P合作，开发两种用于激光粉末床熔融（LPBF）3D 打印的铝 - 钪合金。这两种材料针对不同的工业需求而开发。第一种 Al-Si-Sc 瞄准需要高温性能和尺寸精度的应用；第二种 Al-Mg-Sc 则面向在 100°C 至 250°C 的氢气环境中运行的部件。两个开发项目目前都在推进材料生产、工艺试验和鉴定认证工作。据合作伙伴介绍，首批演示验证部件预计将于 2027 年问世。
3D 打印的铝制部件。图片来源：Gränges 粉末冶金公司。
开发面向高温应用的铝 - 硅 - 钪合金
Al-Si-Sc 合金将高硅含量与钪及其他合金元素相结合，以满足需要热稳定性和尺寸精度的应用需求。该开发建立在 GPM 生产过共晶铝硅合金的经验之上，并结合了 AluScal 项目的研究成果 —— 这是一个为期三年、研究用于增材制造的铝钪合金的研究项目，于 2025 年结题。此后，合作伙伴已推进到粉末生产和制造验证阶段。IRT M2P 正在进行雾化试验，以评估化学成分变化对材料的影响；Pint 则正在开发 LPBF 加工参数。据合作伙伴称，初步结果表明，该合金可在较宽的 LPBF 工艺窗口内进行加工。一项全面的材料测试计划正在进行中，计划于 2026 年第四季度完成。与潜在工业用户的洽谈也已启动。GPM 及其合作伙伴表示，国防和汽车领域的相关方表现出浓厚兴趣，尤其是对需要在高温下保持尺寸精度和稳定性的轻量化部件。
铝 - 镁 - 钪合金瞄准氢能应用
第二个开发项目聚焦 Al-Mg-Sc—— 一种面向在 100°C 至 250°C 温度区间接触氢气的应用场景的铝镁钪合金。抗疲劳性能是该材料的核心要求，这反映了在上述环境中运行的部件的实际需求。在完成合金成分开发后，合作伙伴已开始专利申请工作。中试规模生产已成功完成，同时计划开展更多雾化试验，以评估进一步成分调整的效果。LPBF 打印试验预计将于 2026 年第四季度启动。材料表征和鉴定认证工作预计将于 2027 年第一季度完成。能源领域的一家未具名工业合作伙伴正在支持该测试计划。据开发方介绍，这一参与旨在使材料开发与未来氢相关应用的需求保持一致。
迈向工业验证
两种合金均仍在开发中：Al-Si-Sc 正在进行材料测试，Al-Mg-Sc 则在鉴定认证之前准备打印试验。这些项目还遵循 GPM 于 2025 年与Scandium Canada签署的谅解备忘录。向铝合金中添加钪的研究已进行了数十年，不过合作伙伴指出，地缘政治层面的供应担忧历来限制了其更广泛的采用。他们提到加拿大正在兴起的钪来源，认为这可能为未来材料的可获得性提供支持。随着测试在 2026 年全年持续推进并延续到 2027 年初，合作伙伴预计将于 2027 年制造出首批演示验证部件，瞄准交通、能源和先进工程领域的未来应用。
新型金属增材制造合金的工业验证
近期的金属增材制造研究凸显了建立可靠加工条件和材料性能所面临的挑战。2025 年，橡树岭国家实验室（ORNL）测试了一种面向汽车和航空航天增材制造的新型铝合金，该合金瞄准高温汽车应用，包括其在 LPBF 过程中的抗开裂性能。另外，2026 年的一项研究通过原位高温测量，揭示了 Inconel 625 在电子束粉末床熔融过程中材料吸收率的变化。
对 GPM 及其合作伙伴而言，围绕可加工性和材料性能的类似问题仍是开发工作的核心。Al-Si-Sc 已展现出良好的 LPBF 可加工性，但仍需进一步测试以确定其在预期工况下的性能表现。Al-Mg-Sc 则仍需针对其氢能应用目标进行打印试验和鉴定认证。
来源：中国3D打印网编译文章！
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