国家/地区及语言选择

非晶合金增材制造

增材制造领域的新型超级材料

非常坚固，同时又具有高弹性：非晶合金，又被称为金属玻璃，是适用于众多高科技应用的新型增材制造超级材料。其激动人心的特性在医疗技术、航空航天、机器人、电动出行等领域或生活方式领域拥有制造创新部件的巨大潜力。*

非晶合金是什么？

非晶合金也被称为金属玻璃，是非同寻常的全能型材料。因为虽然非晶合金的强度极高，但同时又具有高弹性。实际上是两种截然相反的特性，但金属玻璃的独特性质使之成为可能。与晶体材料相反，非晶合金没有有序的晶格结构。其通过高速冷却熔体而形成。以这种方式防止金属中的粒子均匀排列。结果是：非晶态，亦即不结晶的固体，其中的原子留在几乎无序的状态。

金属玻璃具有哪些优势？

高硬度、高强度与高弹性相结合：这种独特的组合在非晶部件的制造中提供无数优势。

各向同性表现

非晶部件在所有空间方向上都具有相同的材料特性。这带来了许多优势，例如在增材制造中，与部件取向相结合，结构空间可以得到充分利用。

生物相容性

增材制造的非晶部件具有生物相容性，因此是许多医疗技术应用的理想之选。非晶植入物可以个性化适应患者的身体结构。

弹性

非晶合金具有高屈服强度，与近 2% 的弹性延伸率相结合。由此在植入物、探针或挠性轴承的制造中具有许多优势，因为弹性显著提升。

轻质结构

由于强度较高，由非晶合金制成的部件可以做得更薄、用料更少，因而更轻。这在机器人或医疗技术领域尤其重要，在航空航天以及电动出行领域也是如此。

在非常冷的环境下使用

非晶合金具有低温延展性，这意味着它们可以在极低温度的应用中表现出色并保持其特性。因此，这类材料非常适合用于航空航天工业。

耐磨性

非晶合金硬度非常高，因此具有与陶瓷相似的低磨耗。对于工具和模具制造中承受巨大负荷的部件以及高品质腕表等生活方式产品，这一特性尤为重要。

非晶合金——关于新型超级材料的 3 个问题

如何用非晶合金进行增材制造？

通快和 Heraeus AMLOY 共同开发了一种工艺，该工艺采用非常精细的焦点和极小的熔体体积。热量迅速散发。由此实现 200 开尔文每秒的临界冷却速度：从粉末床生长出单独调整且非晶态硬化的植入物。

非晶合金用于制造植入物有什么好处？

由于金属玻璃没有晶格，其表现与其他金属完全不同。金属玻璃非常坚固，具有高弹性，同时非常耐磨损。因此，由非晶合金制成的植入物也能承受人体内的巨大压力。压力不仅包括冲击或碰撞。啃咬和咀嚼时，颌骨经常持续承受负荷；肋弓每年要承受约八百万次呼吸运动。

为什么金属玻璃特别适用于骨骼的增材制造？

非晶合金具有与人体骨骼相近的弹性模量。这对于愈合过程和之前已衰弱的身体部位的承载能力有巨大优势。同时，非晶合金具有耐腐蚀性和经认证的生物相容性。

非晶金属合金——聚焦 4 大特性

Heraeus AMLOY 已开发出创新合金，非常适用于制造创新植入物等。锆基合金，如 Amloy-ZR01 和 Amloy-ZR02 已经投入使用。后者是已通过 ISO 10993-5 和 ISO 10993-12 标准认证的生物相容性材料。此外，钛是适合制造骨植入物或心脏起搏器等医疗部件的材料。对用于医疗技术应用的钛合金的最新研究极具发展前景。无论是钛还是锆，非晶合金因其不同特性而引人注目，因此在特定应用中非常有优势。

弹性模量

非晶合金的弹性模量较低（Amloy-ZR01 的弹性模量为 87 GPa，Amloy-ZR02 的弹性模量为 89 GPa）。这与人体骨骼非常相似，因此这种合金特别适合医疗应用。

硬度

金属玻璃的特点是硬度非常高，其中 Amloy-ZR02 的硬度高达 540 HV。兼具非常好的耐磨性，在例如制造高品质生活方式腕表方面发挥了其优势。

屈服强度

非晶合金具有非常高的屈服强度（> 1,300 MPa）。因此，与比钢更低的密度相结合，非晶合金尤其适用于轻质结构应用。

弹性延伸性

非晶合金具有非常高的弹性延伸性 (> 1.5%)，确保部件在弹性范围内吸收大量能量并再次释放而不变形。因此，这类合金特别适合于有弹性要求的应用。

有哪些非晶应用？

从生活方式腕表到医疗技术再到轻质结构：非晶合金为众多产业和行业开辟了新的应用选择。增材制造和金属玻璃的组合带来巨大的主要优势。了解一下！

了解更多

非晶应用有哪些？

无论是代表生活方式的腕表，还是医疗技术，乃至轻质结构：非晶合金为众多产业和行业开辟了新的应用选择。因为通过增材制造技术和金属玻璃的组合，首先就可以实现：优化材料加工，并制作出具有光滑表面的精细结构。对耐腐蚀性和耐磨性具有严苛要求的应用就得以顺利实现。

医疗技术

非晶合金可满足医疗技术所需：是制造耐用手术刀或微创器械的理想材料。未来，非晶合金也将在人体中发挥重要作用——以植入物的形式。

腕关节植入物：桡骨加压接骨板

3D 打印机制造的量身定制非晶植入物，既具有必要强度，同时又足够灵活，可以跟随动作并提供缓冲。此外，增材制造的多孔表面结构有利于骨骼的生长。与其他材料相比，1 微米的表面质量在打印后直接得到显著改善。如需重新取出，这种植入物也具有明显优势。（图片来源：Heraeus AMLOY）

生活方式产品

高品质和耐刮擦的可抛光表面为生活方式产品锦上添花。因此，非晶合金对于高品质的娱乐电子产品、腕表和首饰至关重要。

吉他琴桥

良好的传导性对于吉他琴桥至关重要。由于非晶合金非常有弹性，它们可以更直接地传导弹奏的音调并使其持续更长时间。非晶合金的高强度让设计的发挥更具自由：可以 3D 打印个性化仿生结构，额外改善音色。（图片来源：Heraeus AMLOY）

表壳

瑞典公司 Oskar Pascal 生产出了世界首个由 ZR01 金属制成的表壳，其强度是不锈钢的三倍。出色的表面质量赢得了用户青睐，并极大地促进了生活方式腕表与其所有者之间的情感联系。与传统金属铸造相比，过冷工艺（Supercooling）可实现水平更高的防腐保护性能和出色的断裂韧性。（图片来源：Oskar Pascal）

耳机

森海塞尔的入耳式耳机 IE 600 的外壳以锆合金原料 3D 打印而成，强度和抗弯度都是高性能钢的三倍。成品从美学和功能方面都达到了新高度：因此不仅表面呈现迷人的半雾面质感，而且还特别耐腐蚀、耐刮擦。（图片来源：森海塞尔）

一般行业

增材制造使许多工业制造部件能够“一体化”制造。这样一来，就不必制造单一部件，然后再进行组装。

非晶膨胀式夹紧套

通过 3D 打印非晶合金，膨胀式夹紧套具有很大的改进潜力。由于非晶合金较传统材料具有更高的弹性，因此它们可以更好地夹紧。（图片来源：Heraeus AMLOY）

使用这些机床打印非晶材料——甚至量产

为什么增材制造技术和非晶合金是真正的梦幻组合：在此处阅读通快 TruPrint 系统与 Heraeus AMLOY 专门优化的高纯度粉末是如何出色配合的。

了解更多

使用这些机床打印非晶材料——甚至量产

真正的梦幻组合：增材制造和非晶合金。换言之：通快 TruPrint 系统结合 Heraeus AMLOY 专门优化的高纯度粉末。因为 TruPrint 1000 和 2000 特别适合 3D 打印非晶合金。较小的光束直径可实现卓越的表面质量。由此简化对表面的整修甚至无需整修。多余粉末可以在保护气体中进行惰性处理，用于进一步的激光选区熔化过程。这就可以保护材料免受有害影响，如迅速与金属玻璃发生反应的氧气。凭借 55 µm 的光束直径，激光会产生一个小熔池。热量会迅速散发，并保持 200 开尔文每秒的临界冷却速度。这样金属就不会结晶。在 TruPrint 2000 中，两个 300 瓦的激光器甚至可以并行照亮整个成型空间。这样就可高质高产地制造非晶零部件。此外，得益于状态监控、Powder Bed Monitoring 和 Melt Pool Monitoring，在早期就可识别到过程中的错误。万无一失。