550万美元力推Scalmalloy多源认证，America Makes瞄准国防增材制造

美国国家增材制造创新机构（America Makes）与美国国防制造与加工国家中心（NCDMM）已选定通用原子航空系统公司牵头GOTHAAM项目。

这是一项耗资550万美元的计划，旨在为多种激光粉末床熔融（L-PBF）设备平台上的高强度铝合金生产认证提供支持。

该项目全称是「高强度铝合金材料技术数据生成」（Generation Of Technical-data for High-strength Aluminum Alloy Material），目标是在三个级别的L-PBF系统上实现与7075-T73等效的材料性能。

联盟成员包括洛克希德·马丁、诺斯罗普·格鲁曼和空客航天与防务部门，还与APWORKS建立了合作伙伴关系。

粉末生产商Equispheres也在团队之中，此外还有设备与工艺技术公司、其他材料供应商以及上游原材料生产商。

项目将围绕Scalmalloy展开，这是APWORKS专为增材制造开发的含钪铝合金，同时也为其他候选合金留出空间。

该项目瞄准的是金属增材制造在航空航天领域更广泛应用中长期存在的一个障碍。

复杂零件如今已能打印出来，但批量生产项目仍然需要的是经过统计支撑的材料数据、明确的工艺边界、受控的材料规范，以及同一材料在不同厂房的不同设备上运行时性能保持一致的证明。

没有这些证据，打印零件就无法从验证样件转变为飞行项目中的合格部件。

这条路要分两个阶段走。

在第0阶段，团队将为材料、工艺和生产设定基线要求，编写工艺控制文件（PCD），并生成一套初步认证数据集。

这些控制措施将延续到第1阶段，届时联盟将在大、中、小三种幅面的多激光L-PBF系统上生成符合《金属材料性能发展与标准化》（MMPDS）要求的材料许用值。

MMPDS是航空航天工程师依赖的参考手册，里面提供基于统计的金属材料设计值。

按照该标准为增材制造铝合金生成许用值，并证明这些数值能够跨设备尺寸传递，将使设计师能够直接在结构尺寸设计中调用这些数据，而不必依赖逐零件的认证流程。

该项目的既定成果正体现了这一目标。

联盟预计将交付一套满足明确强度与耐腐蚀性要求的高强度钪铝合金材料体系，以及一套涵盖材料、工艺、生产控制和粉末重复使用的规范化认证框架。

此外，还有由基于统计的测试支撑的许用值数据。

项目还计划证明认证结果能够覆盖全部三种L-PBF设备形态。

设备间的可转移性正是难点所在。

除合金化学成分外，粉末特性还会影响材料的铺展方式、激光能量吸收以及熔池中的行为，这些进而决定密度、表面质量和力学性能。

当单一规范必须在不同成形幅面、不同激光配置和不同生产环境中都成立时，这些变量将变得更加难以控制。

第0阶段开发的PCD旨在许用值测试开始之前将这些相互作用锁定下来。

那为什么非要拿7075-T73当基准呢？

T73时效状态的7075变形铝合金是航空航天结构件中常见的选材，因为它兼具高强度和抗应力腐蚀开裂能力。

然而，传统的7xxx系合金在激光粉末床熔融工艺中因凝固期间容易开裂而出了名地难以加工。

这促使行业转向专为增材制造设计的合金，而非从铸造或变形工艺中直接移植。

Scalmalloy正是这类为增材制造而生的材料之一，兼具高强度、耐腐蚀性和低密度。

用一种可打印合金达到7075-T73的性能，将使航空航天工程师能够利用增材制造的设计自由度，包括零件整合、点阵结构和拓扑优化几何形状，而不必转向更重或更昂贵的材料体系（如钛合金）。

该项目建立在早前的商业布局基础之上。

2025年，APWORKS和Equispheres宣布合作，建立Scalmalloy的北美生产能力。

Equispheres专注于开发工程化金属粉末，并与制造商合作将材料行为与设备能力和工艺参数相匹配，将为此次认证工作贡献其在受控铝粉生产、材料表征和工艺开发方面的经验。

GOTHAAM的第二个目标是供应连续性。

团队中特意纳入了多家粉末和材料公司，以便从一开始就能针对同一套要求认证多个来源。

这种做法解决了航空航天和国防项目中的一个实际风险。

一旦某种材料完成认证，其规范就与特定供应商绑定。

如果该供应商后来无法满足产量、一致性或交付要求，更换供应商可能引发重新测试和重新认证。

并行认证多个来源正是为了避免这一瓶颈。

同样的逻辑还延伸到更上游的环节。

含钪铝合金将先进制造直接与关键矿产供应挂钩，使原材料采购与粉末认证、工艺控制和产能成为同一个问题。

通过将上游生产商与OEM、设备制造商和粉末供应商一同纳入，联盟正在将从矿物原料到成品零件的完整链条视为一个需要整体认证的系统。

如果成功，GOTHAAM将为航空航天和国防制造商提供一条有据可查、多来源、多平台的路径，使高强度打印铝合金能够用于结构应用。

既有设计所需的数据，也有大规模生产所需的供应基础。

到这里能看出，GOTHAAM补上的正是高强度打印铝的认证缺口。

对Equispheres而言，GOTHAAM延续了其推动北美供应高强度铝粉的布局。

2025年，Equispheres与APWORKS结成联盟，建立Scalmalloy的北美生产能力，使Equispheres成为该地区首家获得许可的生产商。

作为多个合格来源之一加入GOTHAAM，将把这一供应努力推进到航空航天和国防采购方所要求的测试层面。

America Makes此前已在推进打印铝数据方面有所行动。

该机构在其「增材制造材料数据集扩展」项目征集中选择了Elementum 3D来认证其高强度A7050-RAM2铝粉原料，由PES和Eaton支持用于航空航天用途的设计许用值生成。

其他项目则聚焦工艺侧。

ASTRO America曾与普惠、霍尼韦尔和GE合作，为小型3D打印供应商制定通用AM认证模板。

同样在GOTHAAM团队中的Dyndrite，正将其SASSQUATCH方法论应用于America Makes的Delta Qual 2.0项目之下。

这些项目合在一起，标志着一种转变，从证明「可打印性」转向构建共享数据，使合格材料能够在设备和供应商之间流转。

GOTHAAM现在正将这一思路应用于高强度铝合金。