【据“Voxel Matters”新闻网站2025年4月17日报道】英国查尔姆斯理工大学开发出一种改进型3D打印工艺，有效降低了燃气轮机叶片制造过程中的裂纹与残余应力，为高温合金的增材制造带来新突破。

燃气轮机叶片在服役过程中需长期承受极端高温与高压，对材料的抗裂性和热稳定性提出极高要求。然而，传统增材制造在打印镍基高温合金时，常因热应力集中和组织不均，导致材料在成形或热处理过程中出现裂纹，限制了其可靠性与应用前景。

研究团队以典型的难加工镍基高温合金CM247LC为对象，调整激光扫描策略中的条带宽度参数，由传统的5毫米缩小至0.2毫米，使热输入更加均匀，显著减小熔池深度，进而改善组织稳定性与晶体取向。

实验证明，随着条带宽度减小，裂纹密度先升后降，在0.2毫米条件下降至最低，仅为0.33 mm/mm²，显著优于传统的5毫米工艺。与此同时，构建方向上的残余应力也从842 MPa降至647 MPa，应力释放能力明显增强。这一优化效果与条带重熔效应密切相关，后者有助于重塑晶界元素分布，从而有效抑制裂纹扩展。

研究还发现，短条带扫描策略可在应力集中区域局部应用，通过微观结构定制，提升材料对应变时效裂纹的抵抗能力。团队还在进一步提升材料的高温蠕变性能，以满足燃气轮机长期服役的严苛需求。

这项研究为难加工高温合金的增材制造提供了更可靠的工艺路径，不仅解决了关键材料的裂纹瓶颈，也为能源与航空领域高性能部件的制造与应用奠定了坚实基础。