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 日前在匹茲堡舉行的材料科學(xué)與技術(shù)2014會議上，美國能源部橡樹嶺國家實驗室（ORNL）的研究人員向與會者展示了一種能夠在微觀尺度上精準(zhǔn)控制金屬部件的性能與結(jié)構(gòu)的金屬3D打印技術(shù)。

這幅電子背散射衍射圖像顯示出，鎳基部件上結(jié)晶取向的變化，這是一種微觀尺度上的3D打印工藝控制實現(xiàn)的。（圖片來源：ORNL）

ORNL材料科學(xué)家和金屬增材制造的負(fù)責(zé)人Ryan Dehoff稱，這種方法能夠使工程師們獲得傳統(tǒng)制造工藝無法制造的強度更強高、重量更輕、功能更強的金屬零部件。

研究人員使用ARCAM公司的電子束熔化系統(tǒng)（EBM），使用高能電子束連續(xù)逐層熔融金屬粉末使其形成3D產(chǎn)品。該技術(shù)可以在成型過程中控制鎳基零部件的微結(jié)構(gòu)，或晶體學(xué)織構(gòu)。

根據(jù)ORNL稱，晶體學(xué)織構(gòu)對于決定每種材料的物理和機械性能具有重要作用。據(jù)了解，從微電子到高溫噴氣發(fā)動機零部件的應(yīng)用都要依賴于晶體學(xué)織構(gòu)的剪裁，以獲得預(yù)期的性能特性。

“我們當(dāng)前的冶金技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了很完善的水平，但是還從來沒有達(dá)到像這樣，在如此精細(xì)的尺度水平上控制制造過程。”ORNL的Suresh Babu說：“由于我們的工作成果，設(shè)計人員現(xiàn)在可以在一個零部件的特定位置指定晶體結(jié)構(gòu)的方向。”

這項成果的其他研究人員包括：ORNL的Mike Kirka和Hassina Bilheux、加州大學(xué)伯克利分校的Anton Tremsin和得克薩斯A&M大學(xué)的William Sames。