麻省理工学院（MIT）研究团队结合机器学习与3D打印技术，成功开发出一款全新铝合金，研究刊登于《Advanced Materials》。不仅能承受高温环境，其强度更是传统铸造铝材的5倍，被视为有望改变航空、汽车与数据中心等产业的关键材料突破。
研究团队指出，这款铝合金在经过热处理后，室温拉伸强度可达395 MPa，比目前公认性能最佳的可打印铝合金还要再高50%，整体表现已可媲美常用于航天与高端工业的7075锻造铝合金。
更轻、更便宜，并能撑住高温研究人员指出，这种新型铝合金不仅具备显著提升的强度，在高达摄氏400度的环境下仍能维持稳定性能，因此特别适合用于高温、高负载且要求轻量化的应用场景，例如喷射引擎的风扇叶片。
研究团队进一步表示，未来这类金属若能取代传统钛金属，将有助于降低整体重量并提升能源使用效率。再加上3D打印能实现复杂结构设计并减少材料浪费，该铝合金也被看好可延伸应用于高端汽车零部件、真空泵，以及数据中心的冷却设备等领域。
为什么以前做不到，现在可以？研究团队解释，铝合金的强度关键在于材料内部的微观结构。如果能在金属中形成大量、细小且分布密集的微粒结构，就能有效阻挡金属变形，让材料变得更强。
过去要找到这样的材料配方，通常得通过大量试错与计算机模拟，往往需要评估上百万种可能的合金组合，成本与时间都非常高。
这次MIT团队改用机器学习辅助材料设计，让计算机从元素特性与既有数据中找出最有潜力的方向，最终只评估了40种合金组合，就成功锁定最佳配方，大幅缩短研发时间。
3D打印成为关键推手除了AI设计，新材料之所以能发挥高强度，也与3D打印制程本身的特性密切相关。研究团队采用激光粉床融合（Laser Powder Bed Fusion，LPBF）技术，在打印过程中让金属快速熔融、迅速冷却，形成传统铸造难以完成的细微结构。
相较之下，传统铸造铝材冷却速度较慢，金属内部结构容易长大，反而限制强度表现。研究显示，正是3D打印的“快速凝固”特性，让这款铝合金能维持高强度且耐高温。
不只是实验室成果研究团队强调，这款铝合金已成功被打印成无裂纹的大尺寸样品，显示其具备实际制造可行性，而非仅停留在实验室阶段。
研究人员认为，这种“AI设计材料，3D打印制程”的集成方法，未来可套用到更多金属与材料领域，加速高性能材料的开发，并推动航空、能源与数据中心等产业的效率与节能表现。
（首图来源：MIT）
