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　　3D打印，又名增材制造，滿足了高端裝備和構(gòu)件對高集成性、多功能性、輕量化、一體化的需求，被認(rèn)為是制造領(lǐng)域的顛覆性技術(shù)，在航空航天等領(lǐng)域得到極大關(guān)注和初步應(yīng)用。但與傳統(tǒng)制造技術(shù)相比，3D打印材料在循環(huán)載荷下的疲勞性能普遍較差，嚴(yán)重制約了其作為結(jié)構(gòu)承力件的廣泛應(yīng)用。

　　研究人員首次明確提出，理想狀態(tài)下3D打印技術(shù)直接制備出的鈦合金組織本身(稱為Net-AM組織)應(yīng)具有天然的超高疲勞性能，而打印過程中產(chǎn)生的氣孔等缺陷掩蓋了其自身組織抗疲勞的優(yōu)點，導(dǎo)致實際測量的3D打印材料疲勞性能大幅降低。目前，消除氣孔的工藝往往伴隨組織粗化，而細(xì)化組織的處理又會帶來氣孔復(fù)現(xiàn)，甚至引發(fā)晶界α相富集等新的不利因素，可謂進(jìn)退兩難。

　　研究人員在Ti-6Al-4V合金中首次發(fā)現(xiàn)，高溫下3D打印態(tài)組織的晶界遷移及氣孔長大與相轉(zhuǎn)變過程表現(xiàn)出異步的特性。這意味著，熱處理過程中存在一個寶貴的工藝窗口，既可實現(xiàn)板條組織細(xì)化，又能有效抑制晶界α相富集及氣孔復(fù)現(xiàn)。為此，研究人員巧妙地利用了這一工藝窗口，發(fā)明了缺陷與組織分步調(diào)控的NAMP新工藝(即增材制造無孔化處理)，最終制備出幾乎無氣孔的近Net-AM組織Ti-6Al-4V合金。

　　據(jù)悉，該組織拉-拉疲勞強度從原始態(tài)的475MPa提升至978MPa，增幅高達(dá)106%。通過對比發(fā)現(xiàn)，該新型合金組織不僅在所有鈦合金材料中具有最高的拉-拉疲勞強度，而且在目前已公開的材料疲勞數(shù)據(jù)中，還具有最高的比疲勞強度(疲勞強度除以密度)。

　　這項成果揭示了3D打印技術(shù)在抗疲勞制造方面的獨特優(yōu)勢，展現(xiàn)了3D打印材料作為結(jié)構(gòu)承力件在航空航天等重要領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用前景。