ORNL开发出高温3D打印铝合金DuAlumin-3D，成形致密度超过99.9%

近日，美国能源部橡树岭国家实验室（ORNL）的研究人员开发出一种新型3D打印的铝合金DuAlumin-3D，专为航空航天和汽车零部件的高温应用而设计。这种合金含有铈、镍和锆，从概念到全尺寸汽车活塞原型，仅用了不到三年时间——而传统上，这一过程需要10到20年。

DuAlumin-3D合金的成形密度超过99.9%，并在400°C下实现了块体铝合金中最高的抗蠕变性能。此外，它在350°C下也展现出优异的抗疲劳性能。DuAlumin-3D合金的工作温度比传统铝合金高约150°C，使其能够应用于以往只能使用钛、钢或镍基材料的应用领域。同时，DuAlumin-3D合金的重量仅为钛的一半，导热效率却几乎是钛的六倍。

DuAlumin合金与其他常用合金具有相同的抗蠕变性能，但工作温度高出100摄氏度。图片来源：橡树岭国家实验室，美国能源部

在航空领域，使用 DuAlumin-3D 代替钛合金制造热交换器，可使每架飞机减重数百磅。橡树岭国家实验室(ORNL) 估计，如果这项技术应用于商业机队，每年可节省超过 5000 万加仑的航空燃油，价值超过 1.2 亿美元。

在汽车应用领域，用DuAlumin-3D替代现有铝合金，可将气缸峰值温度提高 50-100°C，并将发动机热力学效率提高高达 10%。如果美国汽车行业 10% 的企业采用这项技术，每年可节省约 30 亿美元的燃油成本。

图片来源：南极熊

2025年，通用汽车在低质量、高效率中型卡车发动机中使用了DuAlumin-3D材料，项目最终荣获了R&D 100奖。美国能源部先进材料与制造技术办公室和车辆技术办公室为该研究提供了支持。

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