空客和丰田这两家世界名企虽然“玩”的东西不同,一个是飞机一个是汽车,但都已经积极拥抱了3D打印技术。于是很自然地,二者在这方面走到了一起—2017年11月27日南极熊获悉,空客旗下专门负责3D打印业务的子公司APWORKS将携手丰田继续开发然后生产和销售由空客研发的用于3D打印的新型高强度铝-镁-钪合金—Scalmalloy。Scalmalloy是世界靠前种专为SLM(选择性激光熔融)3D打印技术开发的铝合金材料,具有独特的微观结构,拉伸强度高达520兆帕,密度为2.67克/立方厘米,断裂伸长率为13%,无论是抗疲劳性、可焊接性、强度/重量比,还是延展性都比普通铝合金更好(强度甚至可媲美钛合金),此外还具有很高的冷却速率,可在高温下保持稳定。因此,它十分适用于航空航天、防务和运输领域。
事实上早在2015年,空客就用Scalmalloy 3D打印了一个机舱结构(上图),成功帮助A320客机实现了瘦身。2016年5月20日,该公司又用这种材料打印了全球靠前辆仿生电动摩托车Light Rider。其强度不亚于普通摩托车,但仅重35公斤,十分轻巧。而在不久之前,APWORKS还刚刚与著名英国金属粉末制造商LPW达成了类似的合作,内容是由后者开始大量生产Scalmalloy。由此可见,这种新型合金的潜力是多么地巨大。
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美国新型CAMEL装甲车用
Keikor2139-T84铝合金装甲板
铝合金作为装甲板应用始于上世纪50年代中期,已有60多年,在轮式装甲车与履带式装甲车上都得到了应用,装甲车在搜索侦察、救护、步兵运输中发挥了重要作用。首批铝合金装甲人员运输车(Personnel Vehicle)是美国的M113,用了大量的铝合金装甲,装甲厚度足以不会被子弹片击穿,确保人员安全,同时比先前的钢甲板车轻得多,可以用飞机运输。
美国陆军研究实验室(Army Research Laboratory,ARL)对装甲车侧面与前面装甲板合金的性能与尺寸作过相当长时间及一系列模拟实弹射击研究,筛选出两种综合性能较佳的铝合金,它们的强度性、抗弹片爆炸性、抗枪弹击穿性与抗腐蚀性都得到很好的结合,通过中间热处理还具有良好的可成形性(Formability)。这两种合金是在航空工业已得到应用的2139合金及7056合金,装甲厚板是美国肯联铝业公司(Constellinm)生产的,它们的注册商品牌号为Keikor 2139TM与Keikor 7056TM。
Keikor 2139合金是为航空航天工业研发的结构合金,有高的强度与断裂韧性,是一种综合性能的铝合金,经过美国陆军研究实验室较长时间的一系列标准化枪击试验与野战试验,认为它也是一种很好的装甲铝合金,除有合格的防弹性能外,还有良好的抗腐蚀性和耐热性,在较高的温度下不会软化,对装甲车来说,高的抗腐蚀性也是一项重要的技术指标,因为它要在极端严峻的复杂环境中运作与作战,难能可贵的是,2139合金的应力腐蚀敏感性极低。
2139合金是一种杂质含量低的Al-Cu-Mg-Mn-Ag合金,截至2016年12月,在美国铝业协会公司注册的常用合金型号(Active alloy)535个、非常用合金型号(inactive alloy)158个,共计693个,加上各铝业公司有特色未注册的,估计在用的变形铝合金型号约1000个。在册的693个合金型号中含银的有18个,其中2XXX系的16个,7XXX系的2个(7009合金、7047合金),较大含银量0.7%。Ag在铝中的固溶度于566℃时可达55.6%,然后随着温度的下降而急剧地变化着,向2XXX系及7XXX系添加(0.1%——0.7%)Ag能提高它们的力学性能及抗应力腐蚀开裂能力,2139合金含0.15%Ag——0.6%Ag。Ag可与Al于727℃形成Ag2Al化合物(γ相),它含88.9%Ag,密集六方晶格。