# 3D打印技术革新：钛合金实现超高抗疲劳性
    三维打印技术，即增材制造（AM）技术，在材料科学领域产生了深远影响，尤其在处理诸如钛合金等昂贵且传统工艺难以加工的材料时展现出巨大潜力。然而，AM制备的钛合金部件普遍存在抗疲劳性能不足的问题，这严重限制了其广泛应用。疲劳性能是结构部件设计中的关键指标，而现有AM过程中产生的微空洞被普遍认为是导致疲劳性能下降的主要原因。
    中国科学院金属研究所的张哲峰研究员与张振军研究员携手美国加州大学伯克利分校的Robert O. Ritchie教授共同研究突破这一瓶颈。他们创新性地开发了一种净AM加工（NAMP）技术，并成功应用于Ti-6Al-4V钛合金中，重建近乎无空隙的微观结构。通过这种先进的NAMP技术，科研团队揭示出一种具有极高抗疲劳性的AM微结构，其疲劳极限达到了前所未有的约1 GPa，显著超越了所有已知的AM和锻造钛合金以及其它金属材料。
    实验结果显示，采用NAMP技术处理后的Net-AM微结构不仅有效消除了微空洞，还精细调控了晶界结构，从而极大地提升了抗疲劳性能。与常规HIP + STA状态下的钛合金相比，Net-AM状态下的Ti-6Al-4V疲劳寿命和疲劳极限均得到显著提升，显示出卓越的抗疲劳特性。更令人振奋的是，该研究发现疲劳裂纹起始位置与AM微观结构的特点密切相关，而Net-AM方法通过消除疲劳弱点区域，如粗大的α晶粒和锯齿状相边界，使得疲劳损伤得以有效抑制。
    这项研究成果以《High fatigue resistance in a titanium alloy via near-void-free 3D printing》为题发表在国际顶级期刊《Nature》上，第一为曲展博士。此项研究不仅展示了3D打印技术在提高钛合金抗疲劳性能方面的重大突破，而且为未来研发高抗疲劳金属材料提供了新的思路和方向。通过优化打印工艺减少微空洞尺寸、结合精细后处理细化微观结构，有望将3D打印技术广泛应用于工程领域，生产出具有最高疲劳强度的结构部件，推动整个行业的进步。