基于金属的增材制造，或称三维(3D)打印，是一跨多个行业的潜在颠覆性技术，包括航空航天、生物医学和汽车行业。逐层地构建金属组件增加了设计的自由度和制造灵活性，从而实现复杂几何形状的产品制备，增加了产品定制，缩短了上市时间，同时消除了传统的规模经济约束。然而，目前只有少数合金，如AlSi₁₀Mg, TiAl₆V₄, CoCr和Inconel 718等，可以可靠地打印。在人类使用的超过5500种合金中，绝大多数不能进行增材制造，因为在打印过程中的熔化和凝固动力学导致大柱状晶粒和周期性裂纹的微结构，严重降低了合金的性能。在这篇文章中，作者证明这些问题可以通过在增材制造过程中引入控制凝固的形核剂粒子来解决。美国HRL实验室首先根据结晶学信息选择形核剂，并将其应用在7075和6061系列铝合金粉末上。经形核剂掺杂化后，发现这些先前不适合增材制造的高强度铝合金可以使用选择性激光熔炼成功加工。实验得到了无裂纹，等轴(即晶粒长度、宽度和高度大致相等)的细晶微观组织，使得材料的强度可与变形材料相媲美。该文以铝合金为基础的增材制造方法适用于其他的合金，并可以使用一系列增材设备来实现。因此，它为广泛的工业应用奠定了基础，包括使用电子束熔炼或定向能量沉积技术代替选择性激光熔炼，并将使其它合金系统的增材制造成为可能，如不可焊镍高温合金和金属间化合物。此外，该技术还可用于连接、铸造和注塑等传统工艺，其中凝固开裂和热撕裂也是常见的问题。相关成果以“ 3D printing ofhigh-strength aluminium alloys”为题发表在Nature上。