全球知名航空航天認(rèn)證供應(yīng)商PAC生產(chǎn)的美國空軍用3D打印粉末AF-9628已經(jīng)進(jìn)入中國市場。

金屬3D打印粉末要達(dá)到軍用武器級別，性能要求高。

據(jù)美國空軍實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)站披露，空軍上尉Erin Hager在用AF-9628粉末（空軍高強(qiáng)鋼）打印各種零件后，結(jié)果表明它們在極限抗拉強(qiáng)度方面比傳統(tǒng)3D打印制造的合金要強(qiáng)20%左右。 空軍研究實(shí)驗(yàn)室彈藥管理局資助該項(xiàng)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(tǒng)的金屬3D打印合金極限抗拉強(qiáng)度高約20%。AF-9628是由AFRL的Rachel Abrahams博士開發(fā)的一種鋼合金，高強(qiáng)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(guī)軍火中使用的普通等級更高。AF-9628非常獨(dú)特，因?yàn)樗�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(dá)州埃格林空軍基地的空軍研究實(shí)驗(yàn)室軍需品管理局贊助，確定高強(qiáng)度的AF-9628是增材制造的*佳材料。 雖然這些發(fā)現(xiàn)與美國陸軍作戰(zhàn)能力發(fā)展司令部陸軍研究實(shí)驗(yàn)室的一項(xiàng)類似研究報(bào)告的數(shù)值相當(dāng)，但Harger得出的機(jī)械性能與常規(guī)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(gè)令人興奮的新興合金材料。

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

Harger將AF-9628鋼的化學(xué)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(chǎn)出來了。她觀察粉末在3D打印機(jī)成型倉內(nèi)熔化，把打印出來的零件做了測試，分析了孔隙率、強(qiáng)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(huì)熔化，一旦你真正嘗試制造一個(gè)零件，就有裂痕。Harger測試零件后，她注意到這些零件的機(jī)械性能“相當(dāng)好”。她沒有發(fā)現(xiàn)缺陷，并將其描述為“與傳統(tǒng)制造的零件非常相似”。

經(jīng)過更徹底的分析，她確定這些零件“符合要求的10%伸長率，強(qiáng)度增加而不會(huì)變脆”。Harger解釋說，這些零件“性能達(dá)到并超過機(jī)加工零件”。成功打印簡單的零件后，Harger打印了許多設(shè)計(jì)復(fù)雜的零件，包括彈射零件等；還打印了大約130個(gè)零件，包括30個(gè)小圓筒，60個(gè)大圓筒，20個(gè)拉力棒和20個(gè)沖擊樣本。

Harger打印的零件適用于武器應(yīng)用�？哲�*初開發(fā)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�！盚arger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(dá)到同樣的深度，因此戰(zhàn)斗機(jī)可以攜帶更多武器�！�

根據(jù)UDRI工程師的說法，雖然在某些情況下，金屬3D打印技術(shù)制造復(fù)雜形狀零件，比傳統(tǒng)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(huì)在零件中留下殘余應(yīng)力。Hager說，“3D打印不夠精密，所以很難保持幾何公差，產(chǎn)品可能會(huì)粗糙，有時(shí)需要大量的后處理。”

PhilipFlater博士是一位機(jī)械工程師，他領(lǐng)導(dǎo)著軍需品管理局增材制造小組贊助了這項(xiàng)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(jī)械性能。

Hager說，在重復(fù)使用的功能部件中，粗糙度和孔隙率質(zhì)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(duì)來說，要求高強(qiáng)度鋼粉末比較少見�！盚ager希望這個(gè)研究可以引起大家對高強(qiáng)度鋼的興趣。她*近在一個(gè)國際粉末冶金會(huì)議和一個(gè)軍械和彈道學(xué)研討會(huì)上發(fā)表了研究成果，希望空軍能“利用這種高強(qiáng)度鋼，拓展到一些新應(yīng)用”。目前，她在AFRL的材料和制造局*電源技術(shù)辦公室工作，在那里她研究新的電源技術(shù)，空軍可以使用這些技術(shù)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(lǐng)導(dǎo)3D打印制造彈藥的下一步研究工作。目標(biāo)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(jīng)進(jìn)入通過代理商上海航照科技進(jìn)入了中國市場。

相關(guān)新聞