你能3D打印大马士革钢铁吗？差不多吧，是的。

大马士革钢铁-以及现代版本的炼钢技术-通常是工匠锻造的代名词。例如，在传统的日本制剑中，钢铁被反复折叠，以产生成百上千个交替的层，在成品中产生复杂的图案。这不仅仅是为了视觉效果-这些层在坚硬但易碎的钢材和更灵活的钢材之间交替，结合在一起达到了两个世界的最好效果。

马克斯普朗克铁研究所的Philipp Kürnsteiner领导的一项新研究表明，可以做一些与激光加法制造非常相似的事情-3D打印金属。

传统的折叠钢将两种钢结合在一起，这两种钢的含碳量和微观结构不同，这取决于冷却(通过淬火)的速度。在这种情况下，研究人员使用的是一种镍钛铁合金钢，它与这些3D打印技术很好地结合在一起，在这种技术中，金属粉末被送入工作表面，并用激光加热。

这种钢的快速冷却也会像淬火的高碳钢那样产生晶态。但进一步的热处理会导致钢中微小的镍钛颗粒析出，大大增加其硬度-一种被称为“马氏体时效钢”的昂贵材料。

该团队的想法是使用逐层打印过程来控制每一层经历的温度，交替使用更柔软、更灵活的层和通过沉淀过程硬化的层。在印刷一块立方钢材的同时，他们只需每隔几层就关闭几分钟左右的激光就可以做到这一点。顶层将迅速冷却，转变为所需的晶体形式。然后，当在顶部添加额外的层时，结晶层中的温度将循环回升，导致镍钛颗粒的沉淀。

第一个试片被扔到显微镜下进行令人难以置信的详细分析，包括对硬层进行足够近的观察，以看到沉淀的颗粒。研究人员甚至对这些层进行了原子测绘，以验证它们的组成。因此，研究人员能够确认这一过程确实实现了他们的目标。

研究人员对激光进行了不同的计时实验，测量了产生的温度模式。这是一个有趣的3D难题，因为钢铁内部任何位置的温度都取决于它随着时间的推移与激光的接近程度，而激光关闭时，这会受到涂层厚度、正在打印的工件的面积以及冷却时间的影响。

不过，这只是一种做法--研究小组指出，激光功率和速度也可能不同，可以增加单独的加热或冷却来源。

为了进行强度测试，研究人员选定了一块硬化层之间只有单层印刷层间隙的木块。为了进行比较，他们连续印刷了另一块，根本没有产生硬化层。两人都被拉得筋疲力尽，直到骨折失败。

类似大马士革的样本要强得多，拉伸力高出约20%。它没有达到典型的、传统制造的马氏体时效钢的强度，但研究人员指出，这需要“耗时且昂贵的后处理时效热处理”。

虽然这项研究只是在“概念验证”的水平上，但它为昂贵的过程提供了一种潜在的替代方案，这一事实可能会提高其可行性。它提供了一种在更精细的范围内控制钢材性能的方法。“举个例子，”研究人员写道，“人们可以制造出内部柔软坚韧的工具，只需外层进行沉淀硬化，而不需要进行涂层或表面硬化处理。”