3D打印鋁合金強度達傳統鋁材5倍，有望用於製造輕量化飛機部件

科技日報記者 劉霞

美國麻省理工學院研究團隊結合模擬計算與機器學習，研製出一種新型3D打印鋁合金，不僅耐高温，強度更是傳統鑄造鋁合金的5倍，且比未經機器學習輔助設計的合金強度高出50%。相關研究成果發表於新一期《先進材料》雜誌。

這種新合金由鋁與其他元素複合而成。研究團隊利用模擬計算與機器學習，大幅縮小了候選材料的篩選範圍，高效鎖定了目標成分。傳統方法需模擬上百萬種材料組合，而藉助機器學習，研究團隊僅評估了40種成分，就精準找到了兼具高強度與良好打印性能的鋁合金配方。

實際打印測試結果與預測高度吻合：新合金的強度為目前通過傳統鑄造法制備的最強鋁合金的5倍，且比未經機器學習輔助設計的合金強度高出50%。其微觀結構中分佈着更多細小沉澱物，即便在400℃的極端高温下仍能保持穩定。

研究團隊展望，這種3D打印鋁合金有望用於製造噴氣發動機風扇葉片等部件，製造出更輕、更強、更耐高温的產品。目前風扇葉片多采用鈦合金或先進複合材料，而鈦比鋁重50%以上，成本更是鋁的10倍之多。

團隊強調，若能以更輕、更強的材料製造風扇葉片，將為交通運輸領域大幅降低能耗。此外，得益於3D打印技術在複雜造型、材料節約與設計自由方面的優勢，該合金還可應用於高端真空泵、汽車冷卻系統及數據中心散熱設備等場景。