2025年12月21日，查尔姆斯理工大学在3D打印高性能高温合金方向取得了新的进展，研究人员通过系统优化激光粉末床熔融（LPBF）的工艺参数与热处理方案，团队显著降低了镍基超合金CM247LC的打印裂纹倾向，并提升了它的高温抗蠕变性能。
采用工艺优化提高合金耐久性，减少裂
对于高性能金属而言，3D打印工艺十分复杂。CM247LC就是这样一种金属，它极其耐用，非常适合极端环境的应用，但同时也是3D打印加工难度最大的金属之一。这种合金在打印过程及后续热处理中极易产生裂纹，且在长期高温服役条件下抗蠕变性能弱于传统铸造件，这些关键问题导致目前以3D打印形式制造的CM247LC部件尚难以满足工业应用要求。查尔姆斯理工大学博士生Ahmed Fardan Jabir
Hussain正在攻克这一难题，力求使3D打印技术能够应用于最严苛的领域。他表示：“由于CM247LC易开裂，这种合金被归类为“不可焊接的高温合金”，并且是已知最难用激光束粉末床熔融工艺加工的合金之一。如果我们能够成功加工它，就能提高工业燃气轮机的运行温度和效率。”
Fardan并没有改变合金本身，而是专注于最大限度地发挥现有标准成分的优势。通过精细调整激光功率、扫描策略和热处理工艺，他减少了裂纹的产生，并显著提高了耐久性。这些努力使得在立方体等简单几何形状的样品中几乎看不到裂纹；然而，在复杂几何形状的样品中，后处理热处理过程中仍然存在裂纹。此外，他的研究还揭示了如何通过打印和热处理CM247LC合金来提高蠕变性能。Fardan解释说：“这项工作带给我们的最大收获之一是，你不能孤立地解决某个问题。如果过度减少微裂纹，可能会加剧宏观裂纹或蠕变性能。整体方法至关重要。而这正是与业界合作真正发挥作用的地方。”
行业合作带来实质性成果
在攻读博士学位期间，Fardan与西门子能源公司密切合作。西门子能源公司材料技术专家Håkan
Brodin表示：“法丹的研究为我们提供了关于如何加工这些高难度材料的宝贵见解。我们已经将这些研究成果应用于开发新型合金和改进增材制造工艺。传统材料和冷却策略已经达到了我们的极限。为了取得更大的进步，我们需要更好的材料和工艺，而这项研究恰恰能帮助我们实现这一目标。”
虽然CM247LC合金仍然难以加工，但通过侯Fardan的研究，增材制造技术在高温应用领域的潜力得到了显著提升。随着技术的不断成熟，未来的工业燃气轮机部件将更加耐高温、更高效，并且在减少环境影响方面发挥重要作用。Fardan补充道：“即使这种材料本身仍然难以加工，但我们学到的经验教训肯定可以应用于其它高温合金，并有助于推动增材制造的整体发展。”
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