麻省理工學院（MIT）研究團隊結合機器學習與 3D 列印技術，成功開發出一款全新鋁合金，研究刊登於 《Advanced Materials》。不僅能承受高溫環境，其強度更是傳統鑄造鋁材的 5 倍，被視為有望改變航空、汽車與資料中心等產業的關鍵材料突破。
研究團隊指出，這款鋁合金在經過熱處理後，室溫拉伸強度可達 395 MPa，比目前公認性能最佳的可列印鋁合金還要再高 50%，整體表現已可媲美常用於航太與高階工業的 7075 鍛造鋁合金。
更輕、更便宜，並能撐住高溫
研究人員指出，這種新型鋁合金不僅具備顯著提升的強度，在高達攝氏 400 度的環境下仍能維持穩定性能，因此特別適合用於高溫、高負載且要求輕量化的應用場景，例如噴射引擎的風扇葉片。
研究團隊進一步表示，未來這類金屬若能取代傳統鈦金屬，將有助於降低整體重量並提升能源使用效率。再加上 3D 列印能實現複雜結構設計並減少材料浪費，該鋁合金也被看好可延伸應用於高階汽車零組件、真空幫浦，以及資料中心的冷卻設備等領域。
為什麼以前做不到，現在可以？
研究團隊解釋，鋁合金的強度關鍵在於材料內部的微觀結構。如果能在金屬中形成大量、細小且分布密集的微粒結構，就能有效阻擋金屬變形，讓材料變得更強。
過去要找到這樣的材料配方，通常得透過大量試錯與電腦模擬，往往需要評估 上百萬種可能的合金組合，成本與時間都非常高。
這次 MIT 團隊改用機器學習輔助材料設計，讓電腦從元素特性與既有數據中找出最有潛力的方向，最終只評估了 40 種合金組合，就成功鎖定最佳配方，大幅縮短研發時間。
3D 列印成為關鍵推手
除了 AI 設計，新材料之所以能發揮高強度，也與 3D 列印製程本身的特性密切相關。研究團隊採用雷射粉床融合（Laser Powder Bed Fusion，LPBF）技術，在列印過程中讓金屬快速熔融、迅速冷卻，形成傳統鑄造難以達成的細微結構。
相較之下，傳統鑄造鋁材冷卻速度較慢，金屬內部結構容易長大，反而限制強度表現。研究顯示，正是 3D 列印的「快速凝固」特性，讓這款鋁合金能維持高強度且耐高溫。
不只是實驗室成果
研究團隊強調，這款鋁合金已成功被列印成無裂紋的大尺寸樣品，顯示其具備實際製造可行性，而非僅停留在實驗室階段。
研究人員認為，這種「AI 設計材料＋3D 列印製程」的整合方法，未來可套用到更多金屬與材料領域，加速高性能材料的開發，並推動航空、能源與資料中心等產業的效率與節能表現。
（首圖來源：MIT）
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