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桑迪亞技術專家Levi Van Bastian在激光工程網成形機上打印材料，該機器允許研究人員3D打印新型超級合金（來源：桑迪亞｜克雷格-弗裏茨）
美國桑迪亞國家實驗室的研究人員與艾姆斯國家實驗室、愛荷華州立大學和布魯克公司的研究人員合作，發現了一種新的合金，它能抵抗高溫，而且特別輕，看起來還結合了較低的蠕變傾向和高強度。
這種“超級合金”的特殊之處在於，它由多種元素組成，而不像許多普通合金那樣形成一種主要成分。這種超級合金的成分比例爲42%的鋁、25%的鈦、13%的鈮、8%的鋯、8%的鉬和4%的鉭。在800℃時，這種“超級合金”被證明比許多其他高性能合金更強、更輕，包括目前用於發電廠渦輪機部件的合金。冷卻後，這種強度似乎會增加得更多。
桑迪亞國家實驗室是一個多學科研究機構，由霍尼韋爾國際公司的全資子公司桑迪亞國家技術和工程解決方案公司爲美國能源部的國家核安全局管理和運營。
桑迪亞公司的科學家安德魯-庫斯塔斯表示："我們能夠證明，使用這種材料，高強度、低重量和耐高溫的前所未有的組合是可能的。我們相信我們已經通過增材制造方法部分實現了這一點。"
在增材制造中，高功率的激光被用來融化材料 - 塑料或金屬。然後，打印機將材料一層一層地打印出來，在融化的材料迅速冷卻和凝固的同時建立起一個物體。
爲了生產新的合金，將細粉狀的起始材料按所需比例混合，形成均勻的粉末。然後，研究人員用高功率激光器在閃光燈下熔化這種粉末，使各部件粘合在一起。這就是樣品組分被逐層建立起來的過程。因此，這項研究工作也表明，基於激光的增材制造工藝同樣適合作爲生產新材料的快速、高效方法。
艾姆斯國家實驗室科學家尼克-亞吉貝表示："艾姆斯實驗室領導的電子結構理論使我們能夠理解這些有用特性的原子起源，我們現在正在優化這類新的合金，以克服制造和可擴展性方面的挑戰。"
在發電廠，這種超級合金可以幫助產生更多的電力，同時排放更少的二氧化碳。因此，這些結果可能會對能源部門和航空航天產生深遠的影響，並指向一類新的、尚未被發現的類似合金。
這一發現也代表了合金開發的一個根本性轉變，即沒有任何一種金屬佔到合金的一半以上。埃姆斯和桑迪亞現在將與工業界合作，探索如何將這種合金用於汽車工業。
在一個以航空航天爲主題的論壇上，與會者討論了該合金的特性以及對各種航空航天部件的潛在影響。他們提到了《今日應用材料》上發表的研究報告。
然而，有些方面仍然有待於工業應用。首先，可能很難在沒有微觀裂紋的情況下大量生產這種新的超級合金 - 這是增材制造中的一個普遍挑戰。此外，該合金的初始材料很昂貴。因此，這種超級合金可能不適合用於消費品，因爲保持低成本是首要問題。
像圖中所示的激光工程網狀成型的3D打印技術正在幫助研究人員快速發現、制作原型和測試新材料（來源：桑迪亞公司｜克雷格-弗裏茨）
