事实上，铝合金有很多竞争者。钛合金有更高的比强度，铜合金的传热系数更高，对于低密度或高电流电位，镁合金也是一个很好的选择。即便如此，当涉及到成本、性能和可制造性之间的权衡时，铝合金仍然是最佳选项。

金属3D打印，尤其是激光束粉末床熔合（PBF-LB）推动了铝合金的发展。最早3D打印铝合金主要用于铸造合金。锻造合金可用于要求很高的应用领域，特别是在航空航天领域，2024、6061或7075等合金有很多用途，但这些高强度合金的焊接性较差。即使6061，这被认为是一种可焊接的航空航天级合金，也不太适合激光束粉末床熔合。其中关键在于自焊接的限制。

自焊接性意味着合金无需填充材料即可焊接。在普通焊接应用中，这并不是一个大问题，但是PBF-LB机器中的粉末层是单一材料，这意味着没有一种很好的方法可以将填料加入到焊接过程中。因此，固有的铝合金存在无法补救的开裂问题。于是，开发3D打印用新型铝合金就成为重要课题。

新型铝合金高功率密度紧凑型涡轮发电机（减重44%）

早期的铸造铝合金如AlSi₁₂，这是一种硅含量为12%的合金，高硅含量可以提高熔池的流动性，并减少凝固收缩量，但却会降低机械性能。后期人们开发出新型AlSi₁₀Mg合金，即把硅含量降低至10%，另外添加了镁以提升强度，但它依然不能满足许多应用的机械强度要求，它的延展性太低。

其后人们开发了轻质耐腐蚀的A356铸造合金，为了继续提升机械性能，增加了镁含量，出现了A357。但是它含有0.04-0.07%的铍，这对人而言是剧毒，几乎完全不适合3D打印。于是，最终F357被发开出来，即不含铍的本文主角。

F357铝热交换器及其横截面

这种新型铝合金材料相比传统的AlSi₁₀Mg具有显著优势，胜任3D打印中对轻质高性能的要求。但它也有一些需要注意的方面：复杂结构的表面后处理极其有限；由于硅含量降低，对参数和激光控制要求很高，否则可能会出现裂纹；最后则需要在生产过程中控制氧气和湿度，否则铝粉则会受潮粘连。

参考来源：velo3d

编译 YUXI