中车研究院成功研发出一种超高强3D打印铝合金粉末材料。该粉末材料经批量SLM打印验证，拉伸强度超560MPa，屈服强度超过500MPa，延伸率超10%。215℃高温强度超过260MPa，延伸率超过10%，并具有优良的耐腐蚀性能。目前已稳定生产并应用于轨道交通轻量化设计零部件的试制中，取得了极佳的减重和性能强化效果。
金属3D打印技术被认为是未来制造业的核心技术之一。它能够快捷、高效地制造出传统加工方式难以制造的复杂结构零部件。因此，目前该技术已在航空航天、汽车、船舶、核电等行业的核心零部件制造中被采用。在降低零部件重量和制造成本等方面取得了显著效果。
3D打印用金属粉末作为打印机的“墨盒”近年来随着行业发展呈现出爆发式增长。2019年规模已超过6.4亿美元，年复合增长率达到了24.4%。
铝合金由于其天然的轻量化优势，是目前轨道交通、航空航天、汽车等行业中应用最广泛的材料，也是金属3D打印的突破口之一。但目前铝合金3D打印的最大限制就是作为“墨盒”的铝合金粉末材料。传统为锻造工艺设计的6系和7系高强度铝合金均无法作为“墨盒”用于3D打印中。因此，目前常规3D打印铝合金的拉伸强度一般不超过350MPa，屈服强度不超过300MPa。难以达到锻造高强铝合金的水平。
目前，市场上已知性能最好的铝合金“墨盒”材料其最佳打印强度能够达到520MPa，屈服强度达到490MPa，已被应用于飞机零部件和赛车零部件的制造中。但这项材料及其配套打印技术均不对国内出售。
中车研究院瞄准该技术空白及其应用前景，设计研发了一项新型3D打印专用高强铝合金粉末材料并开发了相关3D打印工艺技术。目前，该高强铝合金粉末材料及其打印工艺已申请专利4项，获得专利授权2项，突破国外高强铝合金粉末专利限制，具有自主知识产权。
该高强铝合金粉末材料经批量生产以及多轮SLM粉末床3D打印验证，拉伸强度稳定超过560MPa，屈服强度超过500MPa，延伸率超10%，显著优于国外铝合金粉末的打印性能以及其他7系锻造高强铝合金。同时，该打印材料在215℃高温条件下的强度超过260MPa，延伸率超过10%，几乎比国外的高温性能整整提高了一倍。
此外，该材料还具备优良的耐腐蚀性能，可满足国内轨道交通装备和航空航天等高端制造零部件3D打印的需求，具有广泛的应用前景和市场价值。
图1.超高强3D打印铝合金粉末材料产品
图2.超高强3D打印铝合金粉末材料打印的粗大实体
图3. 采用超高强3D打印铝合金粉末材料打印的轨道交通装备零部