在古代，人們(men) 把在高溫下燒紅的生鐵反複錘打，最終使生鐵轉化為(wei) 鋼。現在，英國劍橋大學領導的一個(ge) 小組革新了技術，開發出一種三維(3D)打印金屬的新方法，可以在打印過程中將結構變化“編程”到金屬合金中，微調它們(men) 的性能，而無需使用已延續了數千年的“加熱鍛打”工藝。該方法可降低成本，更有效地利用資源。研究結果發表在30日的《自然·通訊》雜誌上。

　　自青銅時代以來，金屬部件一直是通過加熱和鍛打的過程製成的。這種方法用錘子使材料硬化，然後用火軟化，使人們(men) 可以將金屬製成所需的形狀，同時賦予其柔韌性或強度。加熱和鍛打之所以如此有效，是因為(wei) 它改變了材料的內(nei) 部結構，從(cong) 而可以控製其性能。

　　目前3D打印技術的主要缺點之一是無法以相同的方式控製內(nei) 部結構。此次，團隊開發了一種3D打印金屬的新策略，可在材料被激光熔化時對內(nei) 部結構進行高度控製。通過控製材料在熔化後凝固的方式，以及在此過程中產(chan) 生的熱量，研究人員可以對最終材料的性質進行編程。

　　而當3D打印的金屬部件被放置在相對較低的溫度下時，它會(hui) 觸發微觀結構的受控重構，這一策略可以完全控製金屬的強度和韌性。

　　研究人員發現，在3D打印過程中，激光可以被用作微型“錘子”，使金屬變硬。然而，用相同的激光第二次熔化金屬會(hui) 使其結構鬆弛，從(cong) 而允許在將零件放入爐中時進行結構的重新配置。他們(men) 的3D打印鋼材經過理論設計和實驗驗證，其性能可與(yu) 加熱和鍛打製成的鋼材相媲美。

　　鋼和鐵，從(cong) 構成元素上來說，並無太大區別。鐵可以被煉成鋼。簡單來說，經過高溫煆燒等工序，鐵中的含碳量降低了，就成了鋼。鋼製品強度高、韌性好、耐高溫、耐腐蝕、易加工……多種優(you) 點讓它一下子甩開了鐵好幾個(ge) 檔次。這些微妙而複雜的化學過程，如今在3D打印中得到了複現。研究團隊用激光改變金屬材料的內(nei) 部結構，從(cong) 而控製材料性能。我們(men) 還會(hui) 在鋼中加入鉻、錳等元素，未來3D打印的鋼材或許也能繼續升級，呈現出不同的合金鋼特性。