summer 由新加坡制造技术研究所、南京理工大学、南洋理工大学、新加坡科学技术研究局，四所著名科研机构和院所的研究人员联合，发表的铝合金增材制造技术大综述文章，详细概述了使用各种增材制造技术制造不同铝合金的工艺技术、微观结构和性能，包括激光粉末床熔融、电子束粉末床熔融、激光粉末直接能量沉积、电弧增材制造、粘结剂喷射等工艺，评估了每种铝合金制造技术的优缺点。
图6 增材制造铝合金高温拉伸性能
图7 热处理后增材制造铝合金机械性能合金
腐蚀性能
由于特殊的微观结构，例如与常规制造的对应物相比细晶粒和微观结构的不均匀性，L-PBF 铝合金的腐蚀性能值得研究，为工业应用铺平道路。迄今为止的结果表明，Si壳在影响腐蚀性能方面起着重要作用。总的来说，与铸造合金相比，具有超细晶粒的 L-PBF 中强度和高强度铝合金表现出更高的耐腐蚀性。由于不同的析出行为、晶粒尺寸和纹理，XY 平面和 XZ 平面表现出不同的腐蚀行为。此外，耐腐蚀性对热处理条件很敏感，热处理条件会调整析出物的大小和间距。
高温应用
开发用于中温应用的铝合金一直是一个长期存在的问题，但对工业应用具有重要意义，例如部分替代钛合金以减轻重量和成本。然而，对于典型的高强度铝合金，有效的强化沉淀物会变粗或溶解到基体中，从而限制了它们的应用。目前已经进行了大量工作来开发用于高温应用的铝合金。常用方法是引入热稳定相。（i）引入热稳定的强化沉淀物，例如典型的 L12 结构的Al3X（X=Zr 或 Sc）颗粒；(ii)引入高体积分数的金属间化合物，如 Al-Fe、Al-Ce、Al-Ni等；(iii) 引入耐热陶瓷颗粒，例如氧化物、碳化物、氮化物和硼化物。
图8 (a) 屈服强度和 (b) 激光粉末床熔融铝合金和常规制造铝合金的极限抗拉强度的相关性
粉末原料对打印质量的影响
L-PBF样品的打印质量取决于各种因素，粉末原料、打印环境和打印参数。作为打印的起始材料，粉末原料在影响打印样品的质量方面起着重要作用，例如可打印性、致密化和拉伸性能。常见的粉末特性包括粉末形态、密度、流动性、铺展性和化学成分（图9）。粉末形态包括粒度分布、卫星、粉末的球形度、纵横比和粉末的团聚度，而粉末的密度可以用表观密度、堆积和堆积密度来反映。此外，化学成分，包括微量元素、氧化物、杂质和水分的含量也会影响打印样品的相形成、微观结构和机械性能。粉末再利用对打印铝合金粉末特性和质量也会存在影响。为了最大限度地利用增材制造的粉末以确保减少浪费和降低成本，在增材制造过程中经常采用粉末再利用。然而，粉末特性在重复使用后可能会退化，这会影响打印样品的可打印性和质量。图10总结了 L-PBF 铝合金粉末特性和机械性能随粉末重复使用的变化。
图9 初始原料粉末特性
图10 粉末特性对打印质量的影响参考文献
总结
这项综述回顾了铝合金增材制造的最新技术，重点关注不同增材制造技术的加工所制备铝合金的"加工-组织-力学性能"关系。总之：已经采用基于熔体和基于固态的增材制造来制造Al和Al合金。在基于熔体的增材制造中，激光粉末床融合所占比例最大，Al-Si合金是增材制造研究最多的合金体系。激光粉末床熔融Al-Si合金沿打印方向显示出粗大柱状晶和包含边界富含Si的异质结构。激光粉末床熔融Al-Si合金的微观结构和机械性能可通过调整取向参数进行调节。由于快速冷却过程产生的微观结构细化，激光粉末床熔融Al-Si合金相对于铸造合金表现出更高的屈服强度。由于裂纹的形成，使用激光粉末床熔合打印高致密且无裂纹的高强度铝合金仍然具有挑战性。已采用微米或纳米粉末进行功能化以提高打印能力。裂纹愈合归因于与Al基体共格的Al3X相的形成，细化晶粒以防止裂纹扩展。通过晶粒细化，激光粉末床熔合高强度铝合金表现出比传统制造的铝合金更高的屈服强度。激光粉末床熔融铝合金的微观结构和机械性能可通过后热处理进行调节。由于特殊的微观结构，需要重新设计热处理型材以达到所需的微观结构和高性能。
