在新能源汽车产业蓬勃发展的当下，轻量化已成为提升电动车性能的重要途径。日本东北大学（Tohoku University）材料研究所和新产业创造孵化中心（New Industry Creation Hatchery Center）的研究人员在这一领域取得了突破性进展，他们成功展示了如何通过多材料3D打印技术制造轻质耐用的汽车零件。这项研究成果不仅发表在了《Additive Manufacturing》期刊上，而且对于汽车制造业，尤其是新能源汽车制造具有深远的影响。
金属3D打印技术通过逐层沉积金属，并使用热量将它们结合在一起来构建物体。与传统制造方法相比，3D打印的精度使其能够制造出独特的、高度可定制的形状，通常不会产生太多的副产品浪费。这项技术特别适用于制造多材料结构，这种结构将不同的材料策略性地结合在一起，以实现部件的最佳性能。例如，钢制汽车零件可以通过与铝相结合而变得更轻。
然而，这项技术也面临着一些挑战。日本东北大学副教授Kenta Yamanaka解释道：“多材料因其工艺灵活性而成为增材制造领域的热门话题。然而，实际应用中的一大挑战是，对于某些金属组合，如钢和铝，在异种金属界面上会形成脆性金属间化合物。因此，虽然材料更轻了，但也变得更脆了。”
为了解决这一问题，研究团队使用了激光粉末床熔融（L-PBF）技术，这是一种主要的金属3D打印技术，利用激光选择性地熔化金属粉末。研究人员发现，提高激光的扫描速度可以显著抑制脆性金属间化合物（如Al5Fe2和Al13Fe4）的形成。特聘助理教授Seungkyun Yim（东北大学）表示：“换句话说，你不能只是把两种金属放在一起，然后指望它们毫无计划的粘在一起。我们必须首先充分了解原位合金化机制。”。
基于这一成果，该研究团队成功制作出世界上首个具有定制几何形状的全尺寸汽车多材料部件（悬架塔）。这一突破不仅展示了3D打印技术在制造轻质耐用汽车零件方面的潜力，也为新能源汽车的轻量化提供了新的可能性。
日本东北大学的研究成果在多材料3D打印技术方面取得了显著进展，这对于新能源汽车行业来说是一个巨大的利好消息。轻量化是提高电动车性能的关键，而这项技术能够制造出既轻又耐用的汽车零件，有助于提升新能源汽车的能效和续航能力。随着这项技术的进一步发展和应用，我们有望看到更多创新的轻量化解决方案出现在新能源汽车制造领域。
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