大阪大学的中野贵由教授与石本卓也特任教授领衔的研究团队，于8日宣布，利用金属3D打印技术成功实现金属材料晶体方位〈111〉的配向控制。这一成果使立方晶结构金属材料具备单晶结构的特性，为力学性能的定向设计奠定基础。在此前已实现〈001〉和〈011〉方位控制的基础上，三种方位的全面突破，进一步实现通过原子排列方向控制弹性模量、屈服强度等关键力学性能。
创新点：结合LPBF技术优化晶体排列
研究团队通过激光粉末床熔融结合法（LPBF）控制金属材料的晶体排列方式，首次实现了〈111〉配向。具体方法是采用单向激光扫描，同时在每一层打印时将激光扫描方向旋转120度。由于〈111〉方位展现出最高的杨氏模量和强度，这项创新显著拓展了力学性能及其各向异性的控制范围。
应用潜力：从骨科植入物到航空发动机
这一技术对生物医学与高端制造领域均有重要意义：
骨科材料：例如用于骨折修复的钛合金骨板，可以通过晶体方位的调整实现分区性能设计。骨折部位采用与骨结构相近的低弹性〈001〉，螺钉固定区域选用高弹性〈111〉，过渡区则使用中弹性〈011〉。
航空与能源领域：镍基高温合金在燃气轮机与喷气发动机涡轮叶片的应用中，通过晶体方向优化实现高强度与耐热性的精确平衡。
意义：结合形状与晶体双重控制
3D打印技术因其在自由造型设计上的优势而广受关注，而晶体配向控制的加入则进一步开辟了基于力学性能各向异性的新设计空间。这一突破不仅使得复杂功能性结构的制造成为可能，也为工业生产提供了更加高效、精准的解决方案。
