MIT工程师研发出一种可3D打印、耐受极端高温且强度远超传统铝的新型铝合金。测试显示,该材料强度是标准制造技术生产铝的5倍。
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该合金通过铝与多种元素结合制成,元素选择融合计算机模拟与机器学习——传统方法需评估超100万种组合,而机器学习将其缩减至40个选项,最终锁定最优配方。打印出的合金性能与传统铸造最强铝合金相当。
团队认为,新型可打印铝可制造更强、更轻、更耐热部件(如喷气发动机风扇叶片)。目前叶片多用钛(比铝重50%+、成本高10倍)或复合材料,若替换可节省大量运输业能源。其应用还涵盖先进真空泵、高端汽车及数据中心冷却设备。
项目起源于2020年MIT课程:学生用模拟设计高强度可打印铝,但未突破现有技术。Taheri-Mousavi转而用机器学习——它能捕捉传统模拟遗漏的非线性关系,高效定位关键元素组合。
机器学习筛选出析出相更小、更密集的合金配方;3D打印(激光床粉末熔融工艺)的快速冷却保留了精细析出相结构(传统铸造缓慢冷却会使析出相变大、强度降低)。
打印合金强度是同材料铸造版的5倍,比传统模拟设计的铝强50%,且400℃高温下仍稳定(远超铝基材料常规阈值)。团队正优化其更多性能。
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