金属3D打印技术在加工航空航天大尺寸、复杂结构、耐高温材料零部件时具有先天优势。然而，与传统制造技术相比，3D打印制备的材料在循环载荷下的疲劳性能普遍较差，严重制约了其作为结构承力件的广泛应用。因此，提升3D打印材料与构件的疲劳性能是国内外重要的研究方向。

近期，中国科学院金属研究所科研人员在3D打印钛合金抗疲劳设计制备方面取得了突破性进展，制备出具有高抗疲劳性能的3D打印钛合金材料，扩展了金属3D打印材料作为结构承力件在航空航天等重要领域的应用前景。该项研究形成研究成果“High fatigue resistance in a titanium alloy via near void-free 3D printing”，于北京时间2月29日发表在国际学术期刊《自然》（nature）上，目前，该期刊的影响因子为64.8。据悉，这是2024年3D打印技术领域第一篇Nature文章。

研究人员指出，理想状态下3D打印技术直接制备出的钛合金组织（Net-AM组织）应具有天然的超高抗疲劳性能，而打印过程中产生的气孔等缺陷会使钛合金的抗疲劳性能大幅下降。研究人员在Ti-6Al-4V合金中首次发现高温下3D打印态组织的晶界迁移及气孔长大与相转变过程表现出异步的特性；利用这一特性，研究人员通过开发NAMP新工艺（Net-Additive Manufacturing Process），制备出几乎无气孔的近Net-AM Ti-6Al-4V合金。经检验，该组织具有高疲劳抗性，并且通过对比发现，该材料不仅在所有钛合金材料中具有最高的拉-拉疲劳强度，而且在目前已有的材料疲劳数据中，还具有最高的比疲劳强度。该研究有利于金属3D打印技术在工程领域的进一步应用。

铂力特为此次研究提供了设备支持，研究人员使用了BLT-S320设备制备试样。铂力特设备久经考验，具有较高的稳定性，能够满足高校科研客户研制等方面的需求。BLT-S320帮助研究人员成功制备出几乎无气孔的钛合金试样，验证了论文思路与设计方法的可行性与有效性。

利用BLT-S320制备试样的示意图

近年来，众多高校、科研机构开展有关金属增材制造新工艺、新材料、前沿应用的科学研究工作，对增材制造技术与设备的需求不断增加且更加细致。铂力特深耕科研领域，为众多高校及科研机构提供技术、设备支持，在高校及科研机构科研创新及工程化应用等方面持续合作。截止目前，铂力特累计交付科研专机BLT-S210设备50余台。已支持包括中国科学院在内的220余家高校、科研机构取得多项国际先进的研究成果。

文章部分内容来自：材料使役行为研究部《3D打印钛合金抗疲劳设计制备取得突破性进展》