CP1铝合金以铝铁锆成分优化与单步低温热处理突破传统铝镁硅合金局限。
“ 3D Science Valley 白皮书 图文解析
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根据 的市场观察，美国Velo3D公司近期宣布，将参与美国陆军作战能力发展司令部航空与导弹中心及制造与保障项目资助的一项计划。Velo3D此次参与的计划聚焦于CP1铝合金高通量、经济性增材制造工艺的开发，以服务于国防领域应用需求。
据介绍，该项目中，Velo3D将与雷神技术公司（RTX）及雷神技术研究中心（RTRC）合作，针对CP1铝合金开发优化的激光粉末床熔融（L-PBF）工艺。该工艺将服务于美国陆军综合防空与导弹防御方向，包括提升系统敏捷性、经济性及作战准备状态。项目将依托Velo3D的大尺寸增材制造技术，构建可跨项目、跨设施扩展的可重复工艺体系。
根据Velo3D公司，此次公司被资助，原因在于其具备突破传统L-PBF系统固有局限的技术特性。该公司通过软硬件全集成架构实现工艺控制，包括工厂设备匹配、原位监测、标准化工艺参数及集中式数据系统，可确保不同设备及场地间制造结果的一致性与可重复性，这一特性对分布式制造具有重要意义。
增材制造被认为对构建弹性、敏捷的国防供应链具有关键作用。此次政企合作旨在建立CP1铝合金生产的可扩展、可重复工艺，以提升快速响应能力与质量保障水平。
CP1铝合金
Velo3D公司曾揭示了CP1铝合金的特性及优势，尤其是与传统铝镁硅合金（F357、AlSi10Mg）相较而言体现出来的优势。进一步揭示了该材料及其增材制造应用对于国防应用的意义。
Aheadd® CP1铝合金室温力学性能
一、成分设计与工艺适配性优化
CP1为铝铁锆合金，其成分中不含硅和镁（传统铝镁硅合金含硅和镁）。由于CP1具有高固相线温度，且不含镁（更适用于钎焊）、不含硅（可避免焊接时产生气孔），因此适用于需与传统材料钎焊或焊接的应用场景。
二、热处理工艺简化
F357打印的零件需通过固溶处理、淬火、时效三个独立步骤进行热处理；CP1零件仅需单步4小时的低温热处理，可节省时间与成本，并避免高温处理导致的热变形。
三、材料性能优势
各向同性：CP1材料具有各向同性，零件无论在构建平台上的取向如何，其力学性能均保持一致。
高温稳定性：CP1在300°C以下可保持组织稳定性，适用于高温应用场景。
热导率：经热处理后会析出锆铁相，形成近乎纯铝的基体，从而具备高导电与导热性能。测试表明，CP1的热导率为187 W/mK，而F357的标准值约为150 W/mK。
耐腐蚀性与表面处理兼容性：CP1本身具备耐腐蚀性，且支持硬质阳极氧化、化学蚀刻等表面处理工艺，避免了F357处理时的污斑问题。
根据Velo3D, CP1 材料的增材制造应用包括赛车、航空航天，此外还将扩展至半导体及通用工业领域。
早期用户应用案例
PWR是高性能赛车冷却系统（主要为散热器与热交换器）的全球供应商，服务于一级方程式、纳斯卡等赛车领域，近年已拓展至电子、军事及航空航天行业。PWR早期使用F357铝合金生产热交换器，但因产品多为“部分组件采用增材制造的装配体”，需满足钎焊、快速热处理及表面处理需求，故转向CP1铝合金。
CP1铝合金增材制造的热交换器
PWR选择CP1铝合金材料的原因在于：其一，CP1不含镁提升钎焊兼容性，单步4小时低温热处理替代F357的三步复杂流程，适配装配体快速制造需求；其二，CP1支持硬质阳极氧化、化学蚀刻，处理效果与传统零件相当，避免F357处理时的污斑问题；其三，CP1稳定性支持厚层铺粉（50微米增至100微米），减少60%打印时间，降低电能与氩气消耗，解决成本与吞吐量障碍。
目前，PWR已完成Velo3D Sapphire增材制造系统从F357到CP1铝合金材料的切换与生产认证。该公司正开发全集成增材制造热交换器，以适配2026年一级方程式规则调整后的重量限制与热性能平衡需求。
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