近年来，已经可以使用激光束和电子束来“打印”具有常规制造无法实现的复杂形状的工程对象。金属材料的增材制造（AM）工艺或3D打印涉及在以下条件下产生的亚毫米级“池”中熔化和融合细小的粉末颗粒（每个颗粒的细度比海滩沙粒大约细10倍）将激光束或电子束聚焦在材料上。
加州大学圣塔芭芭拉分校工程学院材料学教授说：“高度聚焦的光束提供了精确的控制，可以在打印对象的关键位置“调整”性能。“不幸的是，在能源，太空和核应用中遇到的极端热密集和化学腐蚀性环境中使用的许多先进金属合金与增材制造工艺不兼容。”
对于从事先进金属材料和涂层研究的世界著名科学家来说，发现新的AM兼容材料所面临的挑战是不可阻挡的。她说：“这很有趣，因为一套高度相容的合金可以改变具有高经济价值的金属材料的生产，即昂贵的材料，因为它们的成分在地壳中相对稀少。制造几何形状复杂的设计，减少材料浪费。
“大多数在极端环境下起作用的超高强度合金都无法印刷，因为它们会破裂，” 研究人员继续说道。“当材料被取出并经过一些热处理后，当它们仍处于打印状态时，它们可能会在液态时破裂，或者在固态时会破裂。这使人们无法使用我们目前在诸如以下应用中使用的合金飞机发动机以印刷新设计，例如可以大大提高性能或能源效率。”
现在，在一篇文章中描述了一种新型的超级合金，它克服了这一裂纹问题，因此，对于提高AM的使用量以生产复杂的一次性组件以用于高应力，高强度的性能环境。
在本文中，作者描述了一类新的高强度，耐缺陷，可3D打印的高温合金，定义为典型的镍基合金，可在高达其熔点90％的温度下保持其材料完整性。大多数合金在其熔化温度的50％时会破裂。这些新的超级合金包含大约相等份量的钴（Co）和镍（Ni），以及更少量的其他元素。这些材料适合通过电子束熔化（EBM）以及更具挑战性的激光粉末床方法进行无裂纹3D打印，从而使其对于进入市场的众多打印机具有广泛的用途。
由于镍基高温合金在高温下具有出色的机械性能，因此它们是用于飞机发动机热区的单晶（SX）涡轮叶片和叶片等结构部件的首选材料。团队开发的一种超级合金的变体中，波洛克说：“高比例的钴使我们能够设计合金的液态和固态状态的特征，使其与各种印刷条件兼容。”
该项目的基本目标是通过开发先进的材料“以两倍的速度，支持研究以应对社会面临的巨大挑战。”
研究人员的工作涉及开发和集成一套计算和高通量合金设计工具，以探索发现新合金所需的大型多组分组成空间。在讨论新论文时，波洛克还承认了工学院的协作研究环境的重要作用，使这项工作成为可能。
