报告显示“越过门槛”的铝合金3D打印，粉末床熔化领域的“蓝海市场”突显

       近日，小编在《一文看懂铝合金制造在3D打印领域的现状与发展态势》一文中从市场发展态势，粉末材料当前的技术突破，以及铝合金与3D打印技术的多种结合方式，铝合金的应用优势领域，深入分析了铝合金制造在3D打印领域的现状与发展态势。

 

       针对铝合金在3D打印领域的市场发展情况，SmarTech近日发布了一份关于铝合金3D打印市场机会的跟踪和预测报告，报告称铝合金3D打印正在快速增粘，去年占3D打印金属总体市场近10％，从而使得增材制造领域铝粉出货量增长43％。

 

汽车市场3D打印发展的情况。来源：SmarTech

 

       材料技术释放3D打印潜能

 

       SmarTech分析中的跟踪数据涵盖最终铝合金应用行业的收入，消费3D打印技术的终端市场情况，地理区域分布以及物料运输情况等。

 

       根据SmarTech，3D打印行业目前正在发生着两个显著的发展趋势，第一个是铝合金材料的全球供应链似乎已经“越过门槛”，成为支持增材制造技术的下一代机遇。铝合金的3D打印现在开始赶上镍，钢和钛。

 

铝合金领域金属3D打印材料年增长预测。来源：SmarTech

 

       铝合金的3D打印正在更多的“绑定”金属3D打印工艺，从而形成多样化的发展，并且带来了持续发展的机遇。由于粘结剂喷射金属3D打印工艺* (*参考资料： 一文看懂面向规模制造的粘结剂喷射高速金属3D打印技术态势与挑战）的后处理热加工过程容易导致铝合金燃烧，使得粘结剂喷射金属3D打印工艺在铝合金的加工方面目前不具备优势。而PBF（包括SLM/DMLS,EBM工艺）粉末床熔化金属3D打印成为铝合金更为理想的加工工艺 。

 

       当然，通过SLM金属3D打印工艺来制造铝合金产品还存在着很多工艺与材料技术方面的挑战，不过，这是个既定的趋势，SmarTech预计，随着技术的发展，在可预见的未来，铝合金3D打印将高度集中在粉末床熔化领域，作为PBF粉末床熔化金属3D打印工艺与其他金属增材制造工艺竞争的“蓝海领域”。

 

       根据SmarTech，铝合金产品的开发和商业化都在显着增加，为稳定及经济性的加工所打包的“流行锻造合金配方”（“popular wrought alloy formulations” ）将继续发展，这是含有稀土元素的专用增材制造用特定合金，未来五年应该会看到这种材料更加多样化的3D打印市场机会。

 

       这一点验证对专用于增材制造的铝合金材料新牌号形成的判断，在超过5,500种合金材料中，绝大多数材料仍无法通过金属3D打印技术制造。根据市场观察，美国HRL 实验室发现，影响合金材料在增材制造工艺中使用的原因是，打印过程中材料的熔融和凝固产生了具有大柱晶粒和周期性裂纹的微观结构。HRL 实验室通过在增材制造材料中引入纳米颗粒成核剂的方式来解决这一问题。为了进入商业化过程，HRL实验室还通过美国铝业协会成功将这种合金注册下来。这是值得国内铝合金材料与3D打印工艺领域值得重视的现象与发展趋势。

 

       SmarTech还发布了汽车3D打印年度市场研究，汽车零部件供应商和3D打印服务商正在继续采用3D打印，到2029年将带来总计90亿美元的机会。

 

       从原型制作到用于生产，通过3D打印制造工业领域的特定最终零件的挑战要比用来制造原型的要求要高几个数量级。因此，所需的投资也要高出几个数量级。

 

       受到3D打印进入制造领域的整体推动，铝目前主要用于原型制造，但未来可以在制造更实惠和轻量级的最终用途零件方面发挥作用。

 

       美国在塑料3D打印方面目前处于领先地位，而欧洲是金属领域的领先者。3D打印设备，材料与工艺技术的提升带来更多的商业空间，根据SmarTech，大众汽车集团先于其他大型德国汽车制造商（如宝马和戴姆勒奔驰）成为在增材制造领域进行最重要投资的公司，福特，FCA和PSA也有望大幅投资并实施多项生产计划。