اخیراً ساخت افزودنی لیزری (LAM) یا چاپ سه بعدی به عنوان بستری قدرتمند جهت تسریع بخشیدن نوآوری در مواد برای صنایع هوافضا، دفاعی و بیومواد پدید آمده است. در حالی که LAM جهت پردازش فلزات تقویت شده با نانوذرات مورد بررسی قرار گرفته است، تاکنون فلزات چاپ شده با لیزر، پیشرفت‌های خاصیت ویژه و پایداری حرارتی‌شان نسبت به سایر فلزات ساختاری در موقعیت نامطلوبی باقی مانده است. ذرات نانو با تراکم بالا در فلزات باعث افزایش بیشتر استحکام ویژه، مدول ویژه و پایداری حرارتی آن‌ها می‌شود. با این حال چالش‌های کلیدی وجود دارد که مانع دست‌یابی به تلفیق و پراکندگی نانوذرات بی‌شمار در طول LAM می‌شود.
تولید نانو کامپوزیت زمینه آلومینیمی (AMNCs) با چگالی بالای نانوذرات پراکنده شده یک مشکل طولانی مدت بوده است. روش کمک گرفته شده از نمک مذاب برای تلفیق نانوذرات به داخل ذوب‌های حجیم آلومینیم به طور منطقی مؤثر بوده است. متأسفانه زمانی که بارگذاری نانوذرات فراتر از ده درصد باشد، آلودگی نمک مذاب به مذاب آلومینیم به عنوان یک مشکل جدی ظاهر می‌شود که عمدتاً به علت ویسکوزیته بالاتر مذاب نانوکامپوزیت است. بنابراین تولید پودرهای آلومینیم با نانوذرات پراکنده شده متراکم توسط اتمیزه کردن گازی AMNCs حجیم تاکنون امکان‌پذیر نبوده است.
در حالی که فلزات چاپ شده لیزری معمولاً با خواص مکانیکی و پایداری حرارتی فلزات متداول فرآوری شده مطابقت ندارد، ترکیب و پراکندن نانوذرات در آن‌ها باید عملکردشان را افزایش دهد. با این حال انجام این کار در ساخت افزودنی لیزری همچنان مشکل است. در این پژوهش، نشان داده شده است که آلومینیم تقویت شده با نانوذرات می‌تواند به صورت لایه به لایه با ذوب لیزری پودرهای نانوذرات رسوب نماید که جذب لیزری را تقزیباً با اندازه یکسانی در مقایسه با پودرهای آلومینیم خالص افزایش دهد. نانوکامپوزیت چاپ شده با لیزر استحکام تسلیم تا 1000 مگاپاسگال، شکل‌پذیری بالای 10 درصد و مدول یانگ حدوداً 200 گیگاپاسکال را ارائه می‌دهد که یکی از بالاترین مدول یانگ و استحکام‌های تسلیم ویژه در بین فلزات ساختاری است و همچنین استحکام مخصوص ویژه و پایداری حرارتی تا 400 درجه سانتیگراد را در مقایسه با دیگر مواد پایه آلومینیم را ارائه می‌دهد. عملکرد بهبود یافته این ماده به چگالی بالای نانوذرات خوب پراکنده شده، اتصال فصل مشترک قوی بین نانوذرات و زمینه آلومینیم و ابعاد دانه بسیار ریز (تقریباً 331 نانومتر) مرتبط است.
مسیری که برای چاپ کردن آلومینیم تقویت شده با نانوذرات انجام شده است به راحتی می‌تواند برای دیگر مواد برای غلبه بر محدودیت خواص برای کاربردهای گسترده‌تر نیز طی شود. بنابراین این موضوع می‌تواند موضوع پژوهش به روزی در زمینه ساخت افزودنی فلزات در داخل کشور نیز باشد.
این کار توسط Ting-Chiang Lin در دانشکده مکانیک و هوا وفضای دانشگاه کالیفرنیا انجام شده است و در سال 2020 در مجله NATURE COMMUNICATIONS چاپ گردیده است.
