伦敦大学学院（UCL）的研究人员与布鲁内尔大学（Brunel University London）的同事合作，开发出一种专为定向能量沉积（DED）增材制造工艺设计的铝合金。该研究成果发表于《国际极端制造期刊》（International Journal of Extreme Manufacturing）。

研究指出，目前用于3D打印的大多数铝合金最初是为传统铸造工艺开发的，该工艺中金属在模具内缓慢冷却。当这些标准材料经受DED工艺的极端热条件时，常常会出现微观裂纹或结构缺陷。研究作者、UCL教授Peter D. Lee、Chu Lun Alex Leung及Da Guo博士表示：“当前3D打印的发展主要集中在打印工艺本身，而高质量的打印部件应从材料源头着手。”

研究团队配制了一种由铝、镍、铈、锰和铁组成的“过共晶”合金进行验证。该材料经过工程设计，凝固后的晶粒尺寸小于5微米——每个晶粒内包含200纳米以下的超细共晶格结构。该合金的凝固温度范围仅为2.8°C，从液态到固态的转变几乎瞬时完成，从而限制了其他高强度材料在凝固收缩时易产生的开裂问题。

在与广泛使用的AlSi10Mg合金相同打印条件下进行对比测试时，新型铝合金制成的部件屈服强度提高了70%，极限抗拉强度提高了50%。残余应力测量值低于32兆帕，研究作者称相对于材料的整体强度而言，该数值可忽略不计。研究团队还采用了“多模态”观测方法，利用同步辐射X射线和红外成像技术，在制造过程中实时监测温度、晶相演变及应力积累情况。