美國空軍理工學院（AFIT）開發了一種用于武器應用的高性能3D打印鋼AF-9628。由Erin Hager上尉領導，并由空軍研究實驗室（AFRL）彈藥理事會贊助，這種粉末床熔合（PBF）技術使得鋼的生產具有比傳統AM合金更高的拉伸強度。使用這種方法生產3D打印的復雜彈藥，然后進行測試，為更輕的彈藥鋪平道路。

用AF-9628粉末印刷各種零件后，上尉Erin Hager分析了產生的孔隙率，強度和沖擊韌性照片來自空軍理工學院。

空軍級鋼AF-9628

AF-9628由AFRL的Rachel Abrahams博士開發，是一種具有高強度和韌性的鋼合金。在最初的開發中，AF-9628被用來制造具有所需爆炸輪廓的掩體炸彈。與HP-9-4-20（一種用于Massive Ordnance Penetrator武器系統的鋼）相比，AF-9628是獨一無二的，因為它不含鎢。盡管AF-9628的配方比傳統彈藥中使用的普通牌號貴，但其成本卻低于其他高性能鋼合金，包括Eglin Steel和HP-9-4-20。對于這些吸引人的特性，特別是其高強度，研究實驗室確定AF-9628是增材制造的最佳材料。3D打印越來越多地融入軍隊的運作中。此前，空軍利用該技術為傳統飛機打印低成本替換零件。在美國陸軍，3D打印已被用于按需生產工具和備件。美國陸軍研究實驗室（ARL）有多項技術進步計劃，包括使用空軍鋼合金AF96粉末為地面車輛3D打印高強度備件。

粉末床熔合鋼合金

合金的粉末床熔合一直是具有挑戰性的。這是某些合金不會熔化并且在形成零件時易于破裂的結果。在確定AF-9628是否可打印時，Hager專注于首先表征粉末的形狀和大小，然后研究并確定它是如何隨著熔化和篩分而變化的。在AFIT的掃描電子顯微鏡下進行檢查。后來，代頓大學研究所使用尺寸表征光學顯微鏡進行了性能測試。一旦Hager確定金屬粉末在機器中可預測地熔化，就會產生實際的測試物品。在對各種零件進行3D打印后，Hager分析了所得的孔隙率，強度和沖擊韌性。令Hager驚訝的是，她的3D打印合金零件表現出良好的機械性能，沒有開裂跡象。滿足所需的10％伸長率，表明強度增加而不變脆。事實上，輸出與傳統的鍛造和熱處理AF-9628零件非常相似。

Erin Hager上尉將粉末狀的AF-9628鋼倒入粉末床熔接機中。照片來自空軍理工學院。

3D打印彈藥

AF-9628粉末加工制造零件的熱成像。 照片來自空軍理工學院。