3D打印后的316L与7075通常能达到什么强度水平？
从制造与工程的角度来看，316L不锈钢和7075铝在3D打印后的强度水平，直接来源于诸如DMLS等工艺所形成的独特显微组织。需要强调的是，“打印态”性能与其锻造态存在显著差异，并且高度依赖具体的打印参数以及后续热处理等后处理工艺。
316L不锈钢的DMLS性能
DMLS成形的316L通常表现为强度高于退火锻造态、但塑性略有降低，这是由于快速凝固形成的极细胞状显微组织以及残余应力所致。
打印态（DMLS）典型力学性能：
抗拉强度（UTS）： 500 - 700 MPa
屈服强度（0.2%偏移）： 400 - 550 MPa
断后伸长率： 30 - 50%
与锻造退火态316L对比：
UTS： ~485 MPa
屈服强度： ~170 MPa
伸长率： ~40%
关键结论： 打印态DMLS 316L拥有显著更高的屈服强度（往往是锻造退火态的两倍以上），同时仍能保持优良的塑性与耐腐蚀性。这使其非常适合用于医疗器械以及航空航天等高要求领域。
热处理影响： 应力消除退火可以降低内部应力，对强度有轻微下降。固溶退火（完全退火）会使显微组织再结晶，使性能更接近锻造退火态：屈服强度明显降低，但可恢复最高的塑性。
7075铝合金的DMLS性能
对于7075铝，情况更为复杂，也是激光粉末床熔融中最具挑战性的体系之一。7075是一种高强度、可时效强化的铝合金（以Zn为主要合金元素），在DMLS快速冷却过程中极易发生热裂与凝固裂纹。
打印态（DMLS）典型力学性能（在成功避免开裂的前提下）：
抗拉强度（UTS）： 200 - 350 MPa
屈服强度（0.2%偏移）： 100 - 250 MPa
断后伸长率： 1 - 5%
与锻造7075-T6对比：
UTS： ~570 MPa
屈服强度： ~500 MPa
伸长率： ~10%
关键结论： 标准7075在DMLS打印态下，其强度与塑性均远低于锻造T6状态。由于微裂纹与致密度不足，零件往往表现为脆性、可靠性较差。
专门工艺与替代方案：
纳米颗粒功能化： 部分研究与专门工艺会采用纳米颗粒（如Zr或TiB2）对7075粉末进行包覆，以促进细晶组织形成并抑制裂纹，从而在时效后有机会获得接近500 MPa UTS的强度水平。
DMLS中替代铝合金： 基于上述原因，当前DMLS高强铝的工业标准多为AlSi10Mg或Scalmalloy®。
AlSi10Mg（打印态+时效）：UTS约 ~400 MPa，屈服强度约 ~250 MPa，在强度、重量与可打印性之间有良好平衡。
Scalmalloy®（专利Al-Mg-Sc合金）：UTS约 ~520 MPa，屈服强度约 ~480 MPa，伸长率约 ~10%。这是目前专为增材制造设计、且易于打印的最高强度铝合金之一。
总结与工程启示
材料与状态 | 抗拉强度 UTS (MPa) | 屈服强度 (MPa) | 伸长率 (%) |
|---|---|---|---|
316L（DMLS打印态） | 500 - 700 | 400 - 550 | 30 - 50 |
316L（锻造退火态） | ~485 | ~170 | ~40 |
7075（DMLS打印态 — 在可实现的前提下） | 200 - 350 | 100 - 250 | 1 - 5 |
7075（锻造T6） | ~570 | ~500 | ~10 |
AlSi10Mg（DMLS + 时效） | ~400 | ~250 | ~5 |
Scalmalloy®（DMLS + 时效） | ~520 | ~480 | ~10 |
工程选材建议：
