全球首个全尺寸 3D 打印汽车悬挂塔问世，轻量化与高强度兼得

【汽车轻量化】日本东北大学（Tohoku University）利用先进的激光 3D 打印技术，成功研制出兼具轻量化和高强度的钢铝合金汽车部件，为汽车制造领域带来革新。

项目背景

金属 3D 打印涉及逐层构建物体，利用热量将金属层粘合在一起，相比较传统制造工艺，不仅精度更高，而且能够创建独特的、高度可定制的形状，同时最大限度地减少材料浪费。

3D 打印的一个关键优势是能够生产“多材料结构”，这种结构可以战略性地组合不同的材料以优化组件的性能，在汽车轻量化方面潜力巨大。然而，钢铝等不同金属结合时，界面处容易形成 Al₅Fe₂和 Al₁₃Fe₄等脆性金属间化合物，影响部件强度。

项目介绍

东北大学材料研究所和新产业创造孵化中心的研究团队利用激光粉末床熔融（L-PBF）技术，通过提高激光扫描速度，实现了非平衡凝固，有效抑制了脆性金属间化合物的形成。

高速扫描减少了溶质分配，从而强化了钢铝合金界面结合强度，最终获得兼具轻量化和高强度的钢铝合金。

研究团队基于上述技术突破，成功制造出全球首个全尺寸 3D 打印汽车多材料悬挂塔（suspension tower）原型，验证了该技术的实用性。

该研究成果已于 2024 年 11 月 19 日发表于《增材制造》（Additive Manufacturing）杂志。团队计划将此技术应用于其他金属组合，以解决类似的结合问题，拓展应用领域。