[启明增材制造]日本名古屋大学依托金属3D打印技术，构建了一种兼具高温强度与可持续特性的全新铝合金设计体系，为破解铝合金在中高温条件下强度和组织稳定性快速衰减这一长期工程难题提供了系统性方案。新型铝合金在300℃高温下仍保持高强度和良好延展性，适用于汽车和航空航天领域。

针对传统铝合金在200~300 ℃以上难以满足发动机、压缩机转子和涡轮等高温部件需求的瓶颈，研究人员通过引入激光粉末床熔融（PBF-LB）工艺的超快冷却条件，使熔体在数秒内凝固并突破常规热力学平衡。在此过程中，铁元素被“冻结”进铝基体，形成常规制造条件下难以稳定存在的亚稳相结构，确立了以铁为核心的Al-Fe基合金设计路径。

图1 3D 打印后铝合金过程图

在此基础上，研究人员提出元素选择性分配机制，通过调控合金元素在凝固过程中的液相与固相分配，构建可控的α-Al/Al6Fe两相微观结构。其中，铁实现高温强化，铜和锰稳定并增强Al6Fe相，钛溶入α-Al基体并诱导纳米级Al3Ti相异质形核，实现晶粒细化，从而兼顾高温强度与室温塑性。

试验结果表明，在Al-Fe-X（X = Cu、Mn、Ti）多元合金体系中，各元素可实现协同强化，其中性能最优的Al-Fe-Mn-Ti合金在300 ℃下仍保持较高强度，并在PBF-LB成形过程中表现出良好稳定性，裂纹与翘曲敏感性显著降低。

对于其他进展，铝增材制造正持续向“材料性能升级、应用场景拓展”的方向演进。2025年9月，美国能源部下属橡树岭国家实验室（ORNL）对新型铝合金 DuAlumin-3D 进行了测试。该材料面向高温汽车零部件，在增材制造领域展现出应用潜力。研究显示，DuAlumin-3D 在激光粉末床熔融过程中，表现优于部分容易开裂的传统铝合金，同时热性能保持在相当水平。业内预计，这将为汽车轻量化和燃油效率提升带来积极影响。

在另一项产学研合作中，铝材料技术公司（AMT）携手伯明翰大学，研究3D打印铝合金 A20X 的冶金特性。该项目重点围绕激光粉末床熔融（LPBF）和直接能量沉积（DED）展开，并考察成分变化、热处理以及增材制造工艺参数的影响。A20X 以各向同性著称，是一种高强度铝铜合金，已广泛应用于航空航天和赛车运动等领域。