Nature: 3D打印新的曙光的來臨
【引言】
金屬基增材制造或三維（3D）印刷，是包括航空航天，生物醫學和汽車行業在內的多個行業的潛在突破性技術。逐層建立金屬部件可提高設計自由度和制造靈活性，從而實現復雜的幾何形狀，增加產品定制，縮短上市時間，同時消除傳統的規模經濟約束。目前只有少數合金，包括AlSi10Mg，TiAl6V4，CoCr和Inconel 718，可進行3D打印，絕大多數不能成功制造。
【成果簡介】
美國加州大學John H. Martin等人在Nature上發表了一篇題為“3D printing of high-strength aluminium alloys”的文章。該研究團隊在增材制造過程中引入控制固化的納米顆粒成核劑解決了熔融和凝固動力導致具有大柱狀晶粒和周期性裂紋的不可耐受的微觀結構。在使用成核劑后，與增材制造不相容的高強度鋁合金可以使用選區激光熔化成功加工，無裂紋，等軸，實現了細晶粒微觀結構，達到與鍛造材料相當的材料強度。該增材制造方法適用于各種合金，可以使用一系列3D打印機器來實現，為廣泛的工業應用提供了基礎。
【圖文解讀】
圖一 選區激光熔化增材制造合金
中心原理圖表示增材制造過程概況，由此直接能量源（激光或電子束）熔化一層金屬粉末（黃色），然后固化（紅色至藍色）、熔合到先前（底層）的金屬（灰色）。
圖二 添加金屬原料的納米微粒組裝
組裝方法使得可以生產具有不同納米顆粒的各種原料，其可以被靶向以誘導等軸晶粒生長
圖三 增材制造鋁合金的凝固行為
圖四 3D打印鋁合金機械性能測試
文獻鏈接：3D printing of high-strength aluminium alloys(Nature, 21 September , 2017, DOI: 10.1038/nature23894)
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