UCL的Peter D. Lee教授、Chu Lun Alex Leung教授还有Guo Da博士这几位作者说,现在大家搞3D打印老盯着工艺上的改进,其实最该动的是材料。他们跟伦敦布鲁内尔大学的人一块搞出了一种铝合金,专门用来做定向能量沉积(DED)。这种合金里加了铝、镍、铈、锰和铁,设计得很特别,凝固后晶粒特别小,才5微米左右。更绝的是,每个晶粒里面还有超细的共晶网格结构。它凝固的温度范围特别窄,只有2.8°C,这么一弄,材料就能从液态很快变成固态,这就把别的高强度材料容易因为收缩裂开的毛病给治住了。 这个材料拿出来跟市面上常用的AlSi10Mg合金比了比,在同样的打印条件下表现完全不一样。结果出来一看,新材料造的零件屈服强度直接涨了70%,极限抗拉强度也提升了50%。而且它剩的那点残余应力特别低,才不到32兆帕。作者说这个值和材料本身的强度比起来完全可以忽略不计。 为了看看里面到底咋回事,研究团队还用同步辐射X射线和红外成像这两样东西配合着用,这叫“多模态”观测。在制造的过程中就能实时盯着温度怎么变、晶体结构怎么变、应力又是怎么累积的。这么一来就彻底摸清了路子。