在金屬3D打印技術中，激光能量沉積技術的一大優點是能夠一次成型整體大尺寸構件，而且其材料利用率高、適合個性化零件生產。
在眾多激光能量沉積技術的應用案例中，我們看到比較多的是大型鈦合金框架結構、鎳基高溫合金以及銅合金的火箭燃燒室，以及一些其他材質零件的修復案例等等，鋁合金零件的激光能量沉積案例極少看到。那么鋁合金的大型整體構件制造是沒有需求嗎？
大型整體式鋁合金構件直接制造的需求
應用案例雖極為鮮見，但大型鋁合金構件的直接制造卻也有著重要需求。隨著航空航天技術的不斷發展，對飛行器的性能提出了越來越高的要求。采用高性能鋁合金結構件尤其是大型整體鋁合金主承力結構件仍然是減輕飛行器結構重量，提高運載能力和飛行速度的重要技術途徑之一。因此高性能鋁合金的材料制備和零件制造新工藝、新方法始終是研究的熱點。
一些民用干線飛機用材結構比例（%）
近年來，美國、歐洲的航空設計部門發現，采用大型整體式鋁合金構件替代傳統的組合式鋁合金構件，可減重15-20%，并且構件壽命及可靠性明顯增加。明顯可以感覺到，大型客機、戰略運輸機、戰斗機的機翼主翼梁、翼身對接肋、機身承受力框等對鋁合金的高性能化、構件大型化的要求越來越突出，總的來說，在航空航天領域，鋁合金材料重新受到重視。
然而，當前以SLM技術為主的鋁合金3D打印工藝自然無法滿足大型構件的制造需求，而激光能量沉積技術為什么沒能用于大型整體高性能鋁合金關鍵金屬零件的直接制造呢？
采用激光能量沉積直接制造鋁合金構件的瓶頸
目前，鋁合金激光能量沉積技術多停留在研究階段，即便采用送絲打印能夠使用，也存在成本控制和質量問題。究其原因，主要有以下幾點關鍵技術難題未能有效解決：
（1）與鋼和鈦合金相比，鋁合金的導熱率更高，而鋁本身的激光吸收率低、反射激光率高，在鋁合金激光直接沉積過程中，會有更多的能量通過基體的熱傳導損失掉，降低鋁合金零件成形效率；
激光沉積用于修復
（2）鋼的熱膨脹系數是鋁合金的一半，鋁合金激光直接沉積過程中的變形和應力都較大，需要采取零件變形開裂預防措施；
（3）鋁合金在激光直接沉積過程中極易與氧發生反應生成熔點高（2050℃）、相組織穩定、密度相對較高、難以去除的Al2O3。Al2O3氧化層會在后續沉積過程中形成夾渣、未熔合等缺陷；
（4）鋁合金密度低，激光沉積過程中易受到激光轟擊產生粉塵飛濺，一方面使制品產生缺陷，另一方面造成成形腔室粉塵飛揚，影響打印環境；
激光沉積用于修復
（5）鋁合金在熔融的狀態下，氫在鋁合金中的溶解量會大幅度增加，同時由于良好的導熱性，在熔池快速凝固的情況下，氫難以逸出，滯留在熔池中形成氣孔；
（6）鋁合金在激光直接沉積過程中可能造成低沸點合金元素（如Zn、Si等元素）燒損，造成合金成分的變化，影響零件的組織和性能。
鋁合金激光能量沉積技術取得的進展
據外媒5月12日報道，知名工業級3D打印機生產商Optomec宣布，其公司LENS定向能量沉積（DED）系統在增材制造和鋁合金修復方面取得了突破。該公司表示，這項創新技術可用于沉積任何種類的鋁合金材料，包括其專門為提高增材制造加工性能而開發的鋁合金。
Optomec LENS DED系統將鋁粉打印到鋁合金基板上
Optomec公司這一DED工藝的發展為交通運輸和航空航天工業提供了一種新的加工途徑，即可以利用粉末冶金的DED工藝對復雜的鋁合金零件進行修復。此外，使用Optomec的LENS同步五軸系統可以直接加工具有復雜幾何形狀的鋁合金零件，而無需任何支撐結構。鋁合金在極低的氧氣濃度和濕度的可控工作箱中沉積，從而確保制造出具有優異機械性能的部件。
Optomec 3D打印的鋁合金樣塊及顯微組織
當前，Optomec的工程師已經完成了鋁合金的工藝參數開發，可提供出色的表面光潔度，高沉積速率和約99.9％的密度。
國內方面，在2017年的一篇報道中提到，「頂立科技通過自有技術，重點解決了旋轉霧化制備鋁合金粉體材料微量氧元素控制，低熔點元素燒損機理、鋁合金激光直接沉積增材制造過程控形控性機制、激光直接沉積鋁合金構件熱處理組織調控機理、零件性能表征及考核驗證方法等關鍵科學問題；突破超純潔凈專用鋁合金材料制備、自適應激光直接沉積增材制造技術、高性能熱處理等多項關鍵技術，最終實現大型整體高性能鋁合金構件在航空領域的應用。」但實際應用案例并未披露。
除此之外，筆者也查詢了國內中科煜宸的官網，明確提到可以采用激光能量沉積技術打印鋁合金，但這方面的案例也確實鮮見。
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