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       美國修斯研究實驗室（HRL）開發出高強鋁合金（包括Al7075和Al6061）增材制造技術，為其它工程結構用合金材料，尤其是高強鋼、鎳基高溫合金等高強合金的增材制造奠定重要基礎。

       金屬的增材制造通常采用合金粉末，通過激光或其它直接熱源加熱以熔化和凝固粉末層。但目前絕大多數金屬材料無法通過3D打印制造。如果直接采用Al7075或AL6061等高強不可焊接鋁合金，所得到的零件會產生嚴重的熱裂紋。為此，研究團隊的第一目標是弄清楚如何完全消除熱裂紋，研究人員嘗試控制微觀結構，并重點研究了材料的凝固方式。

       HRL基于成核理論，利用納米顆粒功能化技術解決了這個問題。將特別選擇的鋯基納米顆粒添加到高強度不可焊合金粉末中，實現合金粉末的納米顆粒功能化，然后將其加入增材制造設備中，利用激光逐層熔化以構建三維物體。在熔融和凝固過程中，納米顆粒成為所需合金顯微組織的成核點，可防止熱裂紋，并使制造的零件保持高合金強度。

       由于增材制造中的熔化和凝固類似于焊接，HRL開發的納米顆粒功能化技術也可用于解決不可焊接合金的焊接問題。這種技術還能夠采用低成本材料，如常規的合金粉末和納米顆粒，納米顆粒均勻分布在金屬粉末顆粒表面。

       此外，在研究過程中，為找到正確的納米顆粒，HRL研究團隊借助美國CitrineInformatics數據分析平臺，通過信息量巨大的公共材料學數據庫來幫助找到具有所需特性的粒子。該技術由HRL的傳感器與材料實驗室的HunterMartin和 Brennan Yahata共同開發，高強鋁合金增材制造相關論文已發表在2017年9月21日的《自然》雜志。