德国弗劳恩霍夫激光技术研究所（Fraunhofer ILT）与材料供应商麦克莱恩 - 福格（MacLean-Fogg）近期联合研发出一种名为L-40的新型工具钢，这一突破首次实现了大型、高负荷压铸模具的可靠3D打印制造。该材料专为激光粉末床熔融（PBF-LB/M）工艺定制，解决了传统钢材在大型化制造中易开裂、变形等难题，为汽车行业的近净成形冷却、长寿命模具及混合制造模式奠定了基础。
长期以来，大型压铸模具的增材制造面临两大瓶颈：一是传统打印设备的工作空间有限，二是常规工具钢（如H11、H13或M300）在制造大尺寸复杂结构时极易产生裂纹和热变形。弗劳恩霍夫研究所LPBF工艺小组组长Niklas Prätzsch指出，L-40钢的关键优势在于其显著降低了开裂倾向，且在打印完成后的原始状态下即具备优异性能：硬度达48 HRC，抗拉强度高达1420 MPa，冲击韧性超过60 J。
为克服技术限制，研究团队采用了弗劳恩霍夫自主研发的龙门式PBF-LB/M设备，配合可加热至200°C的基板模块，有效降低了大型构件的内部应力。在此条件下，团队成功制造出体积超过20000立方厘米的模具镶件，实现了复杂随形冷却结构的精准打印。这种技术能针对性地降低压铸过程中的局部高温峰值，从而大幅延长模具寿命。
项目还探索了混合制造模式，以丰田雅力士混动车型变速箱壳体模具为例，团队采用传统工艺制作带有垂直冷却通道的预成型件，再利用L-40材料通过3D打印补充复杂的随形冷却网络。这种“传统+增材”的混合策略不仅降低了成本，还将同类模具的使用寿命提升了四倍。整个模具镶件的制造周期（含前后处理）缩短至10天以内。
麦克莱恩 - 福格产品管理总监Harald Lemke表示，L-40材料配合大型化设备与混合工艺，证明了增材制造已具备承担工业级大规模挑战的能力。这不仅适用于铝高压铸造，还可扩展至冲压、螺纹及注塑模具领域，为汽车及更广泛制造业提供了高效、灵活且耐用的新解决方案。
对于中国制造业而言，这一成果标志着大型复杂模具的“设计即制造”时代正在到来，国内企业可重点关注此类新型合金材料在新能源汽车轻量化压铸中的应用潜力，以缩短研发迭代周期并提升产品一致性。