尼康與NCDMM合研Aheadd CP1，推動(dòng)鋁合金3D打印在國(guó)防航天領(lǐng)域落地

2025年5月27日，南極熊獲悉，金屬3D打印機(jī)制造商尼康SLM Solutions已與管理“美國(guó)制造”項(xiàng)目的美國(guó)國(guó)家國(guó)防制造與機(jī)械加工中心（NCDMM）達(dá)成一項(xiàng)新的開發(fā)協(xié)議。該協(xié)議旨在支持國(guó)防和航空航天領(lǐng)域金屬增材制造技術(shù)的進(jìn)步。

△Aheadd CP1是一種鋁鋯鐵合金，由鋁產(chǎn)品和解決方案提供商Constellium專為金屬激光粉末床熔合(LPBF) 3D打印機(jī)設(shè)計(jì)

這項(xiàng)計(jì)劃由國(guó)防部副部長(zhǎng)辦公室制造技術(shù)辦公室（OSD ManTech）資助，重點(diǎn)關(guān)注Constellium的Aheadd CP1鋁合金。這項(xiàng)耗資210萬美元（約合1510萬人民幣）的項(xiàng)目涵蓋了多階段工作的前兩個(gè)階段，并匯集了多個(gè)行業(yè)合作伙伴，包括ASTM國(guó)際組織和3Degrees，以及來自洛克希德·馬丁公司、諾斯羅普·格魯曼公司、RTX公司、通用原子公司和霍尼韋爾航空航天技術(shù)公司的增材制造專家。

尼康先進(jìn)制造公司首席執(zhí)行官Hamid Zarringhalam表示：“我們致力于加速和擴(kuò)大金屬增材制造在國(guó)防和航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用。制造商認(rèn)識(shí)到增材制造在彌補(bǔ)國(guó)防工業(yè)基礎(chǔ)缺口方面的巨大潛力，尤其是通過高性能材料和先進(jìn)技術(shù)，例如尼康SLM解決方案公司的大幅面NXG XII 600系列激光粉末床熔合系統(tǒng)。此項(xiàng)目與尼康先進(jìn)制造公司在國(guó)防領(lǐng)域推廣增材制造技術(shù)的使命相契合。”

△Aheadd CP1鋁合金3D打印結(jié)構(gòu)件示意

材料表征與行業(yè)合作

Aheadd CP1鋁合金將接受全面評(píng)估，以確定它在熱管理和熱交換器組件中的適用性，這些組件在國(guó)防和航空航天應(yīng)用中至關(guān)重要。尼康先進(jìn)制造公司將利用Nikon AM Synergy平臺(tái)進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)試，以驗(yàn)證材料的性能。技術(shù)副總裁Behrang Poorganji博士指出：“項(xiàng)目專注于基礎(chǔ)和中級(jí)性能表征。我們將與聯(lián)合增材制造工作組（JAMWG）組建一個(gè)合作的政府咨詢團(tuán)隊(duì)，以支持項(xiàng)目方向的制定、審查和決策過程，并指導(dǎo)將材料屬性數(shù)據(jù)集傳輸?shù)皆霾牟牧瞎ぷ髋_(tái)（WAM）數(shù)據(jù)庫(kù)中。”

該材料數(shù)據(jù)庫(kù)將成為國(guó)防部和商業(yè)航空航天應(yīng)用的關(guān)鍵工具。美國(guó)政府將向這些領(lǐng)域經(jīng)批準(zhǔn)的合作伙伴開放數(shù)據(jù)。主要的國(guó)防承包商和原始設(shè)備制造商期望通過采用新的合金和工藝，取代現(xiàn)有方案，從而獲得顯著的效益。這與尼康推動(dòng)先進(jìn)制造業(yè)進(jìn)步的目標(biāo)高度一致。

△正在使用的尼康3D打印機(jī)

3D打印鋁的潛力

此次合作體現(xiàn)了鋁增材制造領(lǐng)域更廣泛的趨勢(shì)，旨在提升材料性能和提高系統(tǒng)可訪問性。近期，澳大利亞3D打印機(jī)制造商AML3D已延長(zhǎng)與BlueForge Alliance的價(jià)值28萬美元鎳鋁銅（NAB）合金測(cè)試合同，以支持美國(guó)海軍的潛艇計(jì)劃。此次延期進(jìn)一步驗(yàn)證了AML3D的ARCEMY 3D打印合金是否滿足海軍標(biāo)準(zhǔn)。在AUKUS聯(lián)盟的推動(dòng)下，這項(xiàng)工作與AML3D的美國(guó)擴(kuò)張戰(zhàn)略相一致，旨在將ARCEMY技術(shù)整合到美國(guó)軍方中。

同時(shí)，鋁材料技術(shù)公司（AMT）與伯明翰大學(xué)合作，探索3D打印鋁合金A20X的冶金學(xué)。該合作項(xiàng)目聚焦于激光粉末床熔合（LPBF）和直接能量沉積（DED）技術(shù)，研究成分變化、熱處理以及增材制造工藝參數(shù)。A20X是一種高強(qiáng)度鋁銅合金，以優(yōu)異的各向同性特性而聞名，廣泛應(yīng)用于航空航天和賽車運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域。