在新能源汽車(chē)輕量化的進(jìn)程中，金屬3D打印技術(shù)正通過(guò)高強(qiáng)鋁合金材料，推動(dòng)著性能的持續(xù)提升。

傳統(tǒng)制造工藝已難以滿足新能源汽車(chē)對(duì)輕量化、一體化和高性能的需求。金屬3D打印技術(shù)，特別是激光粉末床融合技術(shù)，憑借其逐層堆疊、精確定制的特性，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的高效成型。

這項(xiàng)技術(shù)將鋁合金材料的性能提升到了新的水平——室溫抗拉強(qiáng)度達(dá)到865兆帕，在400℃高溫環(huán)境下仍能保持良好性能。

輕量化突破：從車(chē)身到底盤(pán)的重要革新

新能源汽車(chē)的續(xù)航里程與重量密切相關(guān)，輕量化成為技術(shù)發(fā)展的重要方向。金屬3D打印通過(guò)多種途徑實(shí)現(xiàn)減重突破。

采用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化和超薄壁厚一體化復(fù)合結(jié)構(gòu)，金屬3D打印使零部件在保證強(qiáng)度前提下實(shí)現(xiàn)明顯減重，額外再減輕相當(dāng)比例。

高強(qiáng)鋁合金材料在機(jī)器人零件制造中已實(shí)現(xiàn)減重超過(guò)30% 的實(shí)例。這種輕量化效果直接轉(zhuǎn)化為續(xù)航里程提升，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)具有重要意義。

與傳統(tǒng)多零件焊接拼裝工藝相比，鋁合金電驅(qū)殼體的一體化成型制造不僅降低重量，還減少了機(jī)加工與裝配工序。

性能提升：高強(qiáng)度與熱穩(wěn)定性的雙重優(yōu)勢(shì)

研究機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)的Al-Fe-V-Si-Sc新型鋁合金，展現(xiàn)了3D打印鋁合金性能的新水準(zhǔn)。

該材料 室溫抗拉強(qiáng)度達(dá)到865兆帕，硬度達(dá)360 HV，比現(xiàn)有3D打印鋁合金提升明顯。更值得注意的是其良好的熱穩(wěn)定性——在400℃高溫下仍保持450兆帕的抗拉強(qiáng)度，改善了傳統(tǒng)鋁合金在特定溫區(qū)的表現(xiàn)。

這種性能優(yōu)勢(shì)源于材料微觀結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新："非晶/晶體復(fù)合結(jié)構(gòu)"形成了納米級(jí)析出相，加上特定元素生成的界面相，有效阻止高溫下納米顆粒的粗化。

集成化生產(chǎn)：簡(jiǎn)化流程與降低成本

金屬3D打印帶來(lái)了新能源汽車(chē)制造流程的簡(jiǎn)化。一體化成型技術(shù)減少了多個(gè)零部件的組裝需求，從而降低了供應(yīng)鏈復(fù)雜性和質(zhì)量控制點(diǎn)。

以鋁合金電驅(qū)殼體為例，一體化成型技術(shù)減少機(jī)加工與裝配工序，大幅簡(jiǎn)化工藝流程，同時(shí)提高材料利用率。

在研發(fā)驗(yàn)證階段，金屬3D打印降低了傳統(tǒng)壓鑄模具制造的研發(fā)投入，縮短了研制周期。部分車(chē)企已累計(jì)研制相當(dāng)數(shù)量的3D打印零件，實(shí)現(xiàn)樣車(chē)開(kāi)發(fā)周期明顯縮短。

材料創(chuàng)新：多元化鋁合金滿足不同需求

隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，多種高性能鋁合金材料被開(kāi)發(fā)出來(lái)以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

某些高強(qiáng)鋁合金材料經(jīng)過(guò)熱處理后抗拉強(qiáng)度超過(guò)520MPa，屈服強(qiáng)度達(dá)490MPa，延伸率約10%

部分企業(yè)推出的高強(qiáng)鋁合金系列，抗拉強(qiáng)度在485–570 MPa之間，延伸率達(dá)12–17%。其中某些型號(hào)在高溫下通過(guò)了長(zhǎng)期服役測(cè)試，成為熱端結(jié)構(gòu)件的合適選擇。

這些材料創(chuàng)新為新能源汽車(chē)不同部件提供了多種選擇，從動(dòng)力系統(tǒng)到車(chē)身結(jié)構(gòu)，都能找到適用的3D打印材料。

未來(lái)展望：技術(shù)挑戰(zhàn)與應(yīng)用前景

盡管金屬3D打印高強(qiáng)鋁合金前景廣闊，但仍面臨一些挑戰(zhàn)需要克服。

成本問(wèn)題：特別是含有某些稀有元素的合金，價(jià)格較高，需要開(kāi)發(fā)成本更優(yōu)的替代方案或回收技術(shù)。

工藝穩(wěn)定性：實(shí)驗(yàn)室級(jí)參數(shù)在量產(chǎn)中易受粉末流動(dòng)性、設(shè)備波動(dòng)影響，致密度可能下降。

長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性：特定應(yīng)用場(chǎng)景需驗(yàn)證長(zhǎng)期高溫耐久性，目前數(shù)據(jù)尚未完全覆蓋。

盡管如此，金屬3D打印在新能源汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用前景仍然廣闊。隨著材料成本的降低和打印效率的提升，未來(lái)整個(gè)車(chē)身有可能實(shí)現(xiàn)一體壓鑄，進(jìn)一步減輕重量，提升續(xù)航里程。

國(guó)內(nèi)車(chē)企已累計(jì)研制相當(dāng)數(shù)量的3D打印零件，將樣車(chē)開(kāi)發(fā)周期明顯縮短。部分汽車(chē)制造商正積極采用金屬3D打印技術(shù)優(yōu)化生產(chǎn)流程。

隨著材料成本的降低和打印效率的提升，未來(lái)整個(gè)車(chē)身有可能實(shí)現(xiàn)一體壓鑄，車(chē)體重量將進(jìn)一步降低，續(xù)航里程將得到持續(xù)改善。

從個(gè)別零件到整體車(chē)身，金屬3D打印正在助力新能源汽車(chē)邁向性能持續(xù)提升的新階段。