美國的研究人員最近開發出一種可印刷的鋁合金，聲稱其強度是傳統製造鋁的五倍。這項技術由麻省理工學院的工程師們研發，據報導，這種鋁合金能夠承受高溫。團隊表示，這種新型可印刷金屬由鋁與其他元素的混合物組成，這些元素的選擇是通過模擬和機器學習的結合來確定的。這種基於機器學習的方法僅需評估40種可能的組合，便能找到適合高強度可印刷鋁合金的理想配方，顯示了其在材料設計上的高效性。
根據負責此項研究的Mohadeseh Taheri-Mousavi的說法，如果能使用更輕、更強的材料，將會為運輸行業節省大量能源。這種新型的3D印刷合金能夠提供比傳統製造版本更強的鋁合金，並且能夠實現更輕的設計。研究人員預計，這種可印刷鋁合金可以用於製造更強、更輕且耐高溫的產品，例如噴氣發動機的風扇葉片。根據新聞稿，這些風扇葉片傳統上是由鈦鑄造而成，鈦的重量超過鋁50%以上，成本也高出多達10倍，或者由先進的複合材料製成。
研究人員表示，由於3D印刷技術能夠生產複雜的幾何形狀、節省材料並實現獨特的設計，因此他們認為這種可印刷合金還可以用於高端汽車、先進的真空泵以及數據中心的冷卻設備。這項研究發表於《先進材料》期刊，研究顯示，候選合金是利用基於相圖的計算材料工程與貝葉斯優化算法的混合計算方法設計的。
根據研究人員的說法，這種合金的粉末已經製造出來，並通過增材製造法製造成無裂紋的宏觀標本，強度是相同鑄造合金的五倍，且與鍛造鋁7075相當。在400°C下老化八小時後，室溫下的抗拉強度達到395 MPa，強度比已知的最佳可印刷鋁合金高出50%。研究團隊強調，這種綜合計算-實驗工作流程展現了在增材製造中利用快速固化的潛在能力，以設計具有商業可應用特性的合金。
研究團隊還揭示，通過僅使用40種不同元素與鋁的混合組合，他們的機器學習方法迅速找到了具有更高體積分數的小析出相的鋁合金配方，因此強度比之前的研究所識別的還要高。團隊明白，要物理地生產這種新型的強小析出相合金，3D印刷將是更好的選擇，而不是傳統的金屬鑄造，後者是將熔融鋁倒入模具中並讓其冷卻硬化。根據麻省理工學院的資料，冷卻時間越長，個別析出物增長的可能性就越高，這進一步強調了3D印刷在材料製造中的潛力。
