來自南中國大學和普渡大學的研究人員成功利用人工智能（AI）創造出一種新型高強度、可延展的3D打印鋼材。這種新金屬不僅防鏽，生產成本低，且生產速度更快。這一突破性進展特別重要，因為製造強韌鋼材通常涉及一定的權衡。鋼材強度越高，通常脆性也越大（即更容易斷裂）。相反，當鋼材設計為更加可延展（靈活）時，則往往會變得更弱。然而，這種新鋼材卻成功結合了強度和可延展性，這是非常罕見的成就，全都得益於AI的創新應用。
研究團隊解釋，這一成果是通過向AI輸入81種金屬的物理特性來實現的，包括但不限於原子大小、電子行為以及金屬中的聲速等。利用這些信息，AI被指派尋找能夠幫助製造強韌且靈活鋼材的模式。經過一段時間，AI成功設計出一種新合金，這種合金由鐵、鉻以及少量其他金屬如鎳、錳、銅、矽、鋁和碳組成。這些金屬都屬於非稀有金屬，通常相對便宜，這也是一個額外的好處。
隨後，研究團隊使用一種特殊的激光金屬3D打印機，稱為激光定向能量沉積（LDED），利用這種新合金創建零部件。這一過程中，激光熔化金屬粉末，然後逐層建造零件。這種技術廣泛應用於航空航天、軍事和重型工程領域。打印過程完成後，團隊發現這些零部件只需約6小時的處理，這令人驚訝，因為通常大多數高性能鋼材需要多次熱處理才能完成。這一過程通常需耗時數天，且成本高昂，能源和時間消耗也很大。
根據團隊的說法，這種新合金之所以同時具備強度和靈活性，得益於其結構內部的微小納米顆粒。這些顆粒能夠阻止裂紋在金屬受到應力和變形時擴散。合金還具有一些減震區域，可以吸收應力並變形，而不是導致金屬斷裂。研究團隊指出，由於合金中包含的某些金屬，這種新合金還具備防鏽特性。
在鋼材領域，通常隨著時間推移，像鉻這樣的包容體會被鎖定在碳化物中，留下弱點，這些弱點如果不處理，會成為生鏽的溫床。然而，在這種新合金中，鉻被均勻地分布在金屬中，並且銅顆粒有助於將鉻推回到正確的位置。這使得合金的耐腐蝕性大大提高，甚至可以與不銹鋼相媲美。
在物理特性測試中，團隊發現這種新鋼材的強度約為1,730 MPa，這是非常令人印象深刻的。它的延展性在破裂前可達15.5%的伸長率，這比金屬的原始打印狀態提升了約30%。這一進步對航空航天、軍事、能源和重型工程等行業具有重要意義。例如，它有助於生產更輕且更耐用的飛機零件。其防腐蝕特性（以及強度和延展性）對於海上風電渦輪機、石油和天然氣管道等應用也非常有價值。該研究的詳細內容可在《極端製造國際期刊》中查看。
