輕量化材料——鎂合金是亮點(diǎn)

　　輕量化在當(dāng)今的裝備制造和交通運(yùn)輸研發(fā)上都是重點(diǎn)和亮點(diǎn)，常用的輕量化方式是采用輕質(zhì)材料或者高強(qiáng)度材料，前者的代表就是鎂、鋁合金和碳素纖維，而后者一般則是超高強(qiáng)度鋼材。其中，鎂合金由于其顯著的特性，在汽車、軌道交通、航空座椅等領(lǐng)域輕量化效果非常顯著，而且重量相比傳統(tǒng)的輕量化材料鋁合金大約降低30%。

　　鎂合金如何防氧化

　　以前大家在中學(xué)上化學(xué)課的時(shí)候，看到純鎂能在空氣中燃燒，所以可能對(duì)于鎂合金也會(huì)有些擔(dān)憂，實(shí)際上鎂合金尤其是大塊的合金是很難燃燒的，只不過是容易氧化而已。由于容易氧化的特性，鎂合金部件表面通常會(huì)有涂層，而且類似鑄造之類的加工環(huán)節(jié)也是在密閉加上惰性氣體保護(hù)條件下完成的。

　　對(duì)于高溫下鎂合金的保護(hù)問題，通用汽車中國(guó)科學(xué)研究院和通用汽車北美研發(fā)中心攜手開發(fā)的一種新型專利鎂合金材料已經(jīng)突破了傳統(tǒng)鎂合金所能耐受的攝氏120度高溫上限，達(dá)到攝氏175度，這使得這種新型鎂合金材料可以直接應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)部件上(如發(fā)動(dòng)機(jī)安裝支架)。

　　鎂合金將成3D打印的主要材料

　　3D打印制造是快速成型技術(shù)的一種，是以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)，是一種跨學(xué)科交叉技術(shù)。其材料是該項(xiàng)技術(shù)的核心，一種材料的出現(xiàn)直接決定了制造技術(shù)成型工藝，設(shè)備結(jié)構(gòu)，成型件的性能等。鎂合金作為半固半液快速成型(一種新型的鑄造方法，主要用于制造壁件)的主要新材料,根據(jù)各方面的性能看,日后也會(huì)成為3D打印的一種新材料。

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年世界3D打印行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模大概在200億元，國(guó)內(nèi)翻番增至20億元。“預(yù)計(jì)2014年國(guó)內(nèi)3D打印的產(chǎn)值可以再翻一番，有望達(dá)到40億至50億元。與國(guó)外相比，中國(guó)的市場(chǎng)規(guī)模仍十分有限，但也意味著巨大的放量空間。目前，3D打印在文化創(chuàng)意、工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域均有成熟的應(yīng)用案例和廣泛市場(chǎng)。相比之下，在工業(yè)和生物醫(yī)藥領(lǐng)域的發(fā)展前景更大、技術(shù)優(yōu)勢(shì)更明顯。在工業(yè)領(lǐng)域，目前最廣泛應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域的大型金屬結(jié)構(gòu)件、個(gè)性化精密零部件的直接制造。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，目前正在探索的應(yīng)用除了義齒和義肢外，還將在組織工程方面大有用處。

　　現(xiàn)階段，鎂合金型材制造設(shè)備還是采用傳統(tǒng)的鋁合金設(shè)備，這并不完全適用于鎂合金的產(chǎn)生，在生產(chǎn)過程中，控制困難，精整設(shè)備不配套，也導(dǎo)致其成本過高。隨著3D打印技術(shù)的快速發(fā)展，這將會(huì)給鎂合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來的前所未有的機(jī)遇。低成本、高性能的鎂合金零部件的將有望實(shí)現(xiàn)。預(yù)計(jì)未來10～12年，增材制造技術(shù)將會(huì)大大擴(kuò)展鎂合金在航空航天、汽車、醫(yī)療和消費(fèi)電子產(chǎn)品等核心產(chǎn)業(yè)的廣泛應(yīng)用。