3D列印技術的進步改變了熱交換器的製造方式。傳統製造路線無法實現的複雜、自由設計，可以通過3D列印輕鬆實現。熱交換效率的提高以及重量、體積、製造成本的降低是3D列印可以提供的其他優勢。然而，材料是熱交換器3D列印需要考慮的另一個關鍵問題。近日，3D列印技術參考注意到，國內領先的鋁合金3D列印材料製造商江西寶航新材料有限公司，向市場發布了一款高導熱鋁合金3D列印材料。該產品被命名為HC 200，以顯示其不低於200W/(m·K)的超高導熱能力。

金屬導熱原理、材料及3D列印固有缺陷

金屬導熱的本質是金屬內部擁有可自由移動的電子。當金屬的一部分接收到熱量時，受熱部分的自由電子能量增加，運動加劇，不斷跟金屬離子碰撞而交換能量，從而把熱量從一部分傳遞到另一部分。金屬要獲得更高的導熱能力，必然要求電子在金屬內部是「暢通無阻」，亦即金屬材料內部的缺陷要足夠少，以及受到雜質或其他相的阻礙要少。這就對材料的成分控制、製備工藝提出了非常高的要求。

在鋁合金材料中，擁有高導熱係數（尤其是高於200）的牌號非常有限，最常用的是6063鋁合金。6063是一種AlMg系變形鋁合金，主要合金元素包含：Al、Mg、Cr、Cu、Si等。其導熱係數高於200 W/(m· K)，一般為210，經T6熱處理後具有不低於160MPa的屈服強度和8%的延伸率。且6063可塑性較好，能夠進行陽極氧化，因此是各型散熱器的首選材料。而在其他現有牌號的鋁合金材料中，導熱係數沒有高於200的。純鋁由於不含有其他合金元素，導熱係數達到230W/(m·K)。

儘管6063鋁合金是一種非常好的材料，但其並不能直接用於金屬3D列印。該合金是一種變形系鋁合金，適用於鑄造工藝過程，並不適用於高冷卻速率的SLM選區雷射熔化3D列印過程。最終的結果是，採用SLM工藝對6063合金粉末進行列印時，會產生大大小小的微裂紋，材料無法使用。目前亦有一些研究人員通過對6063合金進行成分改性或添加納米相，試圖使之可列印，也取得了一些成果，但並未得到商用。

目前市場上應用非常廣泛的AlSi10Mg材料，儘管其導熱係數亦達到了不低的140W/(m· K)，但對於有更高導熱能力要求的應用場合，AlSi10Mg則無能為力。

高性能散熱3D列印鋁合金獲得突破

為了開發高導熱高性能的可列印鋁合金3D列印材料，寶航團隊歷時一年多自主研發，終於成功實現了雙兩百（熱導率超過200 W/(m·K) 且抗拉強度高於200MPa）的HC 200高導熱鋁的材料開發。下表是HC200 與6063和AlSi10Mg的材料性能對比：

憑藉超高的性能，該材料適用於對散熱能力有較高要求的輕質複雜結構件或功能件，特別適用於新型散熱器（尤其是微通道散熱器）的設計和開發。憑藉創新的材料解決方案，再加上金屬3D列印的技術優勢，寶航希望能為新型散熱器的產品開發貢獻力量。

出於專利的考慮，寶航此次推出的HC 200並不向客戶直接提供粉末材料。寶航將基於客戶需求提供高導熱鋁的列印服務，寶航期待與對可列印高導熱鋁解決方案感興趣的客戶合作，包括但不限於：高校、研究院所、企業以及新型散熱器的設計者、開發者等。