3D打印高強度鋁合金，能使飛機質量更輕、更省燃料

3D打印的新進展有可能爲我們帶來更輕、更快的飛機。在同樣數量的燃料下，這種飛機能飛得明顯更遠。

如今的飛機由數千個金屬鉚釘和各種零件組裝而成。這是因爲用於框架的鋁合金雖然輕便又堅固，卻不可焊接。一旦嘗試焊接它們，會產生一種稱爲熱裂紋的現象，當它冷卻之後會變得脆弱並斷裂。諸如此類的焊接效應也阻礙了3D打印在高強度鋁合金方向的發展。研究人員在各種嘗試之後發現，激光熔化之後的金屬就會像餅幹一樣紛紛掉落。

然而，這一切似乎很快就會改變。加利福尼亞州馬裏布的HRL實驗室的研究人員，在開發了3D打印兩種最常用的高強度鋁合金之後，似乎已經克服了這個長期存在的問題。

這些合金不僅可以用於飛機，還同樣適用於汽車和卡車。除此之外，該方法也增加了使用3D打印工藝來制造高強度鋼和鎳基超級合金的可能性。另一方面，該團隊的訣竅是採用特殊的納米顆粒來做金屬塗層，並在激光加熱金屬時形成所需的合金微觀結構框架。當它冷卻時，熔融合金遵循由這些納米顆粒設定的結晶圖案，防止發生熱裂紋現象，這意味着最終制造出的產品能夠保持其完整的物理特徵。 爲了找到合適的納米顆粒，特別是鋯基納米顆粒。研究人員通過周期表上無數可能的元素分析終於找到了具有相應性質的納米粒子。

鋯並不昂貴，中等的制造成本有望獲得高價值的應用。 焊接的鋁制飛機可能會進一步減輕飛機的重量，較輕的質量允許飛機在相同數量的燃料上飛的更遠，而這一些都會在最後變成可觀的利潤和效益。