3D打印新材料

沈建苗

“一切都要从头开始，我们要用什么材料来制造产品？”

在位于加利福尼亚州马里布的HRL实验室，材料科学家亨特·马丁（Hunter Martin）及其团队，将细如糖粉的灰粉末倒进一台机器里。几小时内，这台机器就可以打印出一块“小方蛋糕”。粉末配方经过了他们精心挑选，细到原子层面：以铝元素为主，混有另外一些元素。这台机器是3D金属打印机，每次洒出一层粉末，而上面的激光器将每一层焊起来。

HRL的两家母公司波音和通用汽车，希望为其造型优美的新一代飞机和汽车大批量3D打印精密的金属部件。空中客车公司已经在商用飞机上安装了有史以来第一个3D打印的金属部件，连接在机翼上的支架上。不过马丁表示，这种技术受到当今金属粉末质量的制约。大多数实用合金之所以打印不了，是由于粉末颗粒中的原子无法正确堆叠，导致焊接起来不牢固。

于是，马丁的团队设法搞清楚了如何改变一种高强度合金的配方，以便与3D打印机兼容，这个团队主要在波音和通用汽车前瞻性的HRL传感器及材料实验室工作。他们的秘密武器是，总部位于湾区的Citrine Informatics公司开发的一款机器学习软件。事实证明，算法可学习足够的化学知识，弄清楚波音应该在下一个飞机机身中使用什么材料。

马丁测试原型块花了整整两年多的时间，他的团队查遍了周期表，列出了1000万种可能的配方以改善粉末质量。然后他们要使用Citrine的机器学习算法，搞清楚试用哪几种。

许多公司升级产品（下一批普锐斯汽车、智能手机或雨衣）时，首先考虑如何升级用来制造这些产品的材料。……