美國空軍高強鋼3D打印金屬粉末，已進入中國市場

全球知名航空航天認證供應商PAC生產的美國空軍用3D打印粉末AF-9628已經進入中國市場。

金屬3D打印粉末要達到軍用武器級別，性能要求高。

據美國空軍實驗室網站披露，空軍上尉Erin Hager在用AF-9628粉末（空軍高強鋼）打印各種零件后，結果表明它們在極限抗拉強度方面比傳統3D打印制造的合金要強20%左右。 空軍研究實驗室彈藥管理局資助該項目，并確定AF-9628適用于空軍增材制造。

俄亥俄州賴特-帕特森空軍基地，用AF-9628打印制造的空軍用鋼，比傳統的金屬3D打印合金極限抗拉強度高約20%。AF-9628是由AFRL的Rachel Abrahams博士開發的一種鋼合金，高強度和高韌性。這種合金，綽號為“Rachel 鋼”，比一些其他高性能鋼合金，包括Eglin鋼和HP-9-4-20，成本更低；但是，它比常規軍火中使用的普通等級更高。AF-9628非常獨特，因為它不含鎢，就像Eglin鋼或鈷一樣，后者是HP-9-4-20配方的一部分，而HP-9-4-20是一種30000磅重的大型穿甲彈材料。

Harger的研究由佛羅里達州埃格林空軍基地的空軍研究實驗室軍需品管理局贊助，確定高強度的AF-9628是增材制造的*佳材料。 雖然這些發現與美國陸軍作戰能力發展司令部陸軍研究實驗室的一項類似研究報告的數值相當，但Harger得出的機械性能與常規鍛造和熱處理的AF-9628相似。軍火管理局的Sean Gibbons博士說這是一個令人興奮的新興合金材料。

Harger采用了SLM選擇性激光燒結金屬3D打印技術，她說“為了確定AF-9628可以打印，我們對粉末的形狀和大小進行了表征，并確定了它和熔化和篩分的關系。” 她在AFIT的掃描電子顯微鏡下對其進行了檢測，并在Dyton大學研究所使用光學顯微鏡進行了尺寸表征測試。

Harger將AF-9628鋼的化學成分提供給俄亥俄州辛辛那提的PAC公司，后者按照要求生產出來了。她觀察粉末在3D打印機成型倉內熔化，把打印出來的零件做了測試，分析了孔隙率、強度和沖擊韌性。她解釋說，許多合金不太適合增材制造。例如，某些合金不會熔化，一旦你真正嘗試制造一個零件，就有裂痕。Harger測試零件后，她注意到這些零件的機械性能“相當好”。她沒有發現缺陷，并將其描述為“與傳統制造的零件非常相似”。

經過更徹底的分析，她確定這些零件“符合要求的10%伸長率，強度增加而不會變脆”。Harger解釋說，這些零件“性能達到并超過機加工零件”。成功打印簡單的零件后，Harger打印了許多設計復雜的零件，包括彈射零件等；還打印了大約130個零件，包括30個小圓筒，60個大圓筒，20個拉力棒和20個沖擊樣本。

Harger打印的零件適用于武器應用。空軍*初開發AF-9628是為了用于掩體摧毀炸彈，“*初的想法是使未來的穿透性武器具備*爆炸范圍。”Harger解釋說，“增材制造允許工程師只在需要的地方增加彈藥的重量，*終，使得更少的彈藥可以達到同樣的深度，因此戰斗機可以攜帶更多武器。”

根據UDRI工程師的說法，雖然在某些情況下，金屬3D打印技術制造復雜形狀零件，比傳統制造成本更低更高效，但由于在3D打印過程中快速加熱和冷卻，可能會在零件中留下殘余應力。Hager說，“3D打印不夠精密，所以很難保持幾何公差，產品可能會粗糙，有時需要大量的后處理。”

PhilipFlater博士是一位機械工程師，他領導著軍需品管理局增材制造小組贊助了這項研究。他解釋說，它涉及到拋光或熱處理粗糙表面，以解決材料缺陷，如氣孔，并獲得*佳的機械性能。

Hager說，在重復使用的功能部件中，粗糙度和孔隙率質量不夠理想，但她解釋說，彈藥的部件是一次性使用的。她解釋說:“對于軍隊來說，要求高強度鋼粉末比較少見。”Hager希望這個研究可以引起大家對高強度鋼的興趣。她*近在一個國際粉末冶金會議和一個軍械和彈道學研討會上發表了研究成果，希望空軍能“利用這種高強度鋼，拓展到一些新應用”。目前，她在AFRL的材料和制造局*電源技術辦公室工作，在那里她研究新的電源技術，空軍可以使用這些技術來降低成本。作為空軍的一員，Harger專注于替代燃料、輕量化和減阻措施。

AFRL彈藥局領導3D打印制造彈藥的下一步研究工作。目標是制造具有*控制的破碎和爆炸壓力分布的彈藥，*大限度地減少附帶損害。

南極熊獲悉，這種軍用級3D打印金屬粉末AF-9628 ，已經進入通過代理商上海航照科技進入了中國市場。

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