革命性突破,3D打印铝合金强度翻五倍，引领轻量化飞机部件制造新纪元

这个说法听起来很有吸引力，但需要更详细的信息和澄清。
目前，关于3D打印铝合金强度达到传统铝材5倍的报道可能存在一些误解或需要更精确的表述：
1. "“强度”的定义：" 强度有多种衡量方式，例如抗拉强度、屈服强度、疲劳强度等。不同的3D打印工艺和材料可能在不同类型的强度上表现不同。或许在某些特定指标上，高性能的3D打印铝合金（如某些增材制造铝合金）表现优异，但直接说“达到5倍”可能过于简化或夸张。 2. "“传统铝材”的基准：" 传统铝材本身种类繁多（如1xxx, 2xxx, 6xxx, 7xxx系列），其强度差异巨大。3D打印铝合金的强度对比基准是哪种传统铝材？是普通挤压试块，还是高性能的锻造或机加工零件？ 3. "性能的权衡：" 3D打印通常能制造出更复杂的几何形状（如内部拓扑优化结构），这有助于实现轻量化。然而，材料的微观结构在增材制造过程中可能与传统方法不同，这可能会影响其韧性和抗冲击性能。有时为了追求高致密度和强度，可能会牺牲一些其他性能。 4. "实际应用中的考量：" 飞机部件的制造不仅要看强度，还要考虑疲劳寿命、抗应力腐蚀、蠕变性能

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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。

新型3D打印铝合金的微观结构中分布着更多细小沉淀物，强度远超传统铝材。图片来源：《先进材料》

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。（科技日报记者 刘霞）

来源： 中国科技网