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3D打印鋁合金強(qiáng)度達(dá)傳統(tǒng)鋁材5倍 有望用于制造輕量化飛機(jī)部件

發(fā)布時(shí)間：2025-10-10

作者：科技日?qǐng)?bào)

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美國(guó)麻省理工學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合模擬計(jì)算與機(jī)器學(xué)習(xí)，研制出一種新型3D打印鋁合金，不僅耐高溫，強(qiáng)度更是傳統(tǒng)鑄造鋁合金的5倍，且比未經(jīng)機(jī)器學(xué)習(xí)輔助設(shè)計(jì)的合金強(qiáng)度高出50%。相關(guān)研究成果發(fā)表于新一期《先進(jìn)材料》雜志。

這種新合金由鋁與其他元素復(fù)合而成。研究團(tuán)隊(duì)利用模擬計(jì)算與機(jī)器學(xué)習(xí)，大幅縮小了候選材料的篩選范圍，高效鎖定了目標(biāo)成分。傳統(tǒng)方法需模擬上百萬(wàn)種材料組合，而借助機(jī)器學(xué)習(xí)，研究團(tuán)隊(duì)僅評(píng)估了40種成分，就精準(zhǔn)找到了兼具高強(qiáng)度與良好打印性能的鋁合金配方。

實(shí)際打印測(cè)試結(jié)果與預(yù)測(cè)高度吻合：新合金的強(qiáng)度為目前通過(guò)傳統(tǒng)鑄造法制備的最強(qiáng)鋁合金的5倍，且比未經(jīng)機(jī)器學(xué)習(xí)輔助設(shè)計(jì)的合金強(qiáng)度高出50%。其微觀結(jié)構(gòu)中分布著更多細(xì)小沉淀物，即便在400℃的極端高溫下仍能保持穩(wěn)定。

研究團(tuán)隊(duì)展望，這種3D打印鋁合金有望用于制造噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片等部件，制造出更輕、更強(qiáng)、更耐高溫的產(chǎn)品。目前風(fēng)扇葉片多采用鈦合金或先進(jìn)復(fù)合材料，而鈦比鋁重50%以上，成本更是鋁的10倍之多。

團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)，若能以更輕、更強(qiáng)的材料制造風(fēng)扇葉片，將使交通運(yùn)輸領(lǐng)域大幅降低能耗。此外，得益于3D打印技術(shù)在復(fù)雜造型、材料節(jié)約與設(shè)計(jì)自由方面的優(yōu)勢(shì)，該合金還可應(yīng)用于高端真空泵、汽車(chē)?yán)鋮s系統(tǒng)及數(shù)據(jù)中心散熱設(shè)備等場(chǎng)景。


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