3D打印铝合金强度达传统铝材5倍，有望用于制造轻量化飞机部件

科技日报记者 刘霞

美国麻省理工学院研究团队结合模拟计算与机器学习，研制出一种新型3D打印铝合金，不仅耐高温，强度更是传统铸造铝合金的5倍，且比未经机器学习辅助设计的合金强度高出50%。相关研究成果发表于新一期《先进材料》杂志。

这种新合金由铝与其他元素复合而成。研究团队利用模拟计算与机器学习，大幅缩小了候选材料的筛选范围，高效锁定了目标成分。传统方法需模拟上百万种材料组合，而借助机器学习，研究团队仅评估了40种成分，就精准找到了兼具高强度与良好打印性能的铝合金配方。

实际打印测试结果与预测高度吻合：新合金的强度为目前通过传统铸造法制备的最强铝合金的5倍，且比未经机器学习辅助设计的合金强度高出50%。其微观结构中分布着更多细小沉淀物，即便在400℃的极端高温下仍能保持稳定。

研究团队展望，这种3D打印铝合金有望用于制造喷气发动机风扇叶片等部件，制造出更轻、更强、更耐高温的产品。目前风扇叶片多采用钛合金或先进复合材料，而钛比铝重50%以上，成本更是铝的10倍之多。

团队强调，若能以更轻、更强的材料制造风扇叶片，将为交通运输领域大幅降低能耗。此外，得益于3D打印技术在复杂造型、材料节约与设计自由方面的优势，该合金还可应用于高端真空泵、汽车冷却系统及数据中心散热设备等场景。