3D打印，又名增材制造（Additive manufacturing，AM），因其得天獨厚的自由成形能力極大地滿足了高端裝備和構件對高集成性、多功能性、輕量化、一體化的需求，被認為是制造領域的顛覆性技術。因而，3D打印材料在航空航天等領域得到極大關注和初步應用。然而，與傳統制造技術相比，3D打印制備的材料在循環載荷下的疲勞性能普遍較差，嚴重制約了其作為結構承力件的廣泛應用。因此，如何提升3D打印材料與構件的疲勞性能是國內外學術界與工程界熱切關注的焦點問題。

這項工作中，張哲峰團隊首次明確提出：理想狀態下3D打印技術直接制備出的鈦合金組織本身（稱為Net-AM組織）應具有天然的超高疲勞性能，而打印過程中產生氣孔等缺陷作為疲勞短板掩蓋了其自身組織抗疲勞的優點，導致實際測量的3D打印材料疲勞性能往往大幅降低。因此，提升3D打印材料疲勞性能的關鍵在于消除打印氣孔的同時，盡可能保留原始打印的組織狀態。然而，目前消除氣孔的工藝往往伴隨組織粗化，而細化組織處理又會帶來氣孔復現，甚至引發易于疲勞開裂的晶界α相富集等新的不利因素，可謂進退兩難。幸運的是，張哲峰團隊在Ti-6Al-4V合金中首次發現：3D打印態組織在高溫下相轉變、晶界遷移與氣孔長大過程具有異步特性；這意味著存在一個寶貴的熱處理工藝窗口，既可實現板條組織細化，又能有效抑制晶界α相富集及氣孔復現。為此，他們巧妙地利用了這一工藝窗口期，發明了缺陷與組織分步調控的NAMP新工藝（Net-Additive Manufacturing Process）（圖1），最終制備出幾乎無氣孔的近Net-AM組織鈦合金。

大量疲勞實驗表明這一近Net-AM組織有效避免了從打印氣孔、粗大板條及α相富集晶界等多種疲勞短板處開裂（圖2），充分展示出3D打印組織自身所特有的高疲勞抗性：其拉-拉疲勞強度從原始態的475 MPa提升至978 MPa，增幅高達106%（圖3）。通過對比發現，這種近Net-AM組織Ti-6Al-4V合金不僅在所有鈦合金材料中具有最高的拉-拉疲勞強度，而且在目前已報道的材料疲勞數據中，還具有最高的比疲勞強度（疲勞強度除以密度）。

這項成果更新了人們以往對3D打印材料疲勞性能不高的固有認識，揭示了3D打印技術在抗疲勞制造方面的獨特優勢，展現了3D打印材料作為結構承力件在航空航天等重要領域的廣闊應用前景。