事實上，鋁合金有很多競爭者。鈦合金有更高的比強度，銅合金的傳熱系數更高，對于低密度或高電流電位，鎂合金也是一個很好的選擇。即便如此，當涉及到成本、性能和可制造性之間的權衡時，鋁合金仍然是最佳選項。

金屬3D打印，尤其是激光束粉末床熔合（PBF-LB）推動了鋁合金的發展。最早3D打印鋁合金主要用于鑄造合金。鍛造合金可用于要求很高的應用領域，特別是在航空航天領域，2024、6061或7075等合金有很多用途，但這些高強度合金的焊接性較差。即使6061，這被認為是一種可焊接的航空航天級合金，也不太適合激光束粉末床熔合。其中關鍵在于自焊接的限制。

自焊接性意味著合金無需填充材料即可焊接。在普通焊接應用中，這并不是一個大問題，但是PBF-LB機器中的粉末層是單一材料，這意味著沒有一種很好的方法可以將填料加入到焊接過程中。因此，固有的鋁合金存在無法補救的開裂問題。于是，開發3D打印用新型鋁合金就成為重要課題。

新型鋁合金高功率密度緊湊型渦輪發電機（減重44%）

早期的鑄造鋁合金如AlSi₁₂，這是一種硅含量為12%的合金，高硅含量可以提高熔池的流動性，并減少凝固收縮量，但卻會降低機械性能。后期人們開發出新型AlSi₁₀Mg合金，即把硅含量降低至10%，另外添加了鎂以提升強度，但它依然不能滿足許多應用的機械強度要求，它的延展性太低。

其后人們開發了輕質耐腐蝕的A356鑄造合金，為了繼續提升機械性能，增加了鎂含量，出現了A357。但是它含有0.04-0.07%的鈹，這對人而言是劇毒，幾乎完全不適合3D打印。于是，最終F357被發開出來，即不含鈹的本文主角。

F357鋁熱交換器及其橫截面

這種新型鋁合金材料相比傳統的AlSi₁₀Mg具有顯著優勢，勝任3D打印中對輕質高性能的要求。但它也有一些需要注意的方面：復雜結構的表面后處理極其有限；由于硅含量降低，對參數和激光控制要求很高，否則可能會出現裂紋；最后則需要在生產過程中控制氧氣和濕度，否則鋁粉則會受潮粘連。

參考來源：velo3d

編譯 YUXI