AM3L：把“空隙”变成性能，用金属3D打印打造高性能、可认证的多孔超材料

zhiyongz 12分钟前阅读数 #新材料

导读：在金属增材制造的发展历程中，“致密化”几乎长期被视为技术进步的核心目标：更高的相对密度、更少的孔隙、更接近锻件或铸件的力学性能。然而，来自法国的一家初创企业却选择了完全相反的方向。

2025年12月14日，由法国原子能和替代能源委员会（CEA）孵化而来的 AM3L公司（https://am3l.com/），并不试图消除孔隙，而是将“孔隙”本身转化为一种可设计、可验证、可交付的工程能力，通过金属 3D 打印制造真正意义上的多孔超材料（Architected / Metamaterials）。AM3L 的价值不在于展示炫目的晶格结构，而在于它试图回答一个更现实的问题：多孔金属结构，如何从实验室走向核能、国防等对可靠性和认证要求极高的工业场景？

从科研体系走向产业：AM3L 的诞生背景

AM3L 成立于 2023 年，是 CEA 巴黎-萨克雷研究所的衍生公司，其联合创始人兼首席技术官 Timothée Delacroix 拥有增材制造方向的工程博士背景，并在激光粉末床熔融（LPBF）领域深耕近七年。在加入创业团队之前，他曾在 Safran 等工业体系中直接接触金属增材制造在真实工程应用中面临的挑战，也在 CEA 内部参与了大量围绕工艺成熟度、结构材料与认证方法的研究工作。正是在这样的科研与工业交叉背景下，AM3L 的核心理念逐渐清晰起来。团队并不满足于将金属 3D 打印作为一种“复杂几何制造工具”，而是将其视为唯一能够在毫米乃至亚毫米尺度上，对金属内部结构进行精确组织的工业制造手段。与其用增材制造去复刻传统实心零件，不如反过来，利用这项技术的独特能力，重新定义材料本身。

因此，AM3L 从一开始就将目标锁定在多孔超材料上，尝试通过调整材料、孔隙率和内部结构以吸收冲击、过滤流体或控制热流，并明确服务于核能、国防、交通和能源等高要求领域。这也决定了它的发展路径并非“展示型创业”，而是从一开始就必须面对性能验证、可重复性和认证等现实问题。

多孔不是缺陷，而是可设计的“功能空间”

在传统制造体系中，孔隙往往意味着缺陷、不可靠性和性能衰减，而 AM3L 的逻辑恰恰相反。公司关注的并不是简单意义上的“低密度”，而是金属内部实心与空隙在空间中的组织方式。通过周期性晶格结构、TPMS（周期极小曲面）等三维结构单元，AM3L 能够在同一种金属材料中，构建出完全不同的力学和功能响应。在这种思路下，材料的化学成分不再是唯一主角，结构本身开始承担“功能放大器”的角色。通过对单元形态、尺寸、壁厚和空间分布的精确控制，同一块金属可以表现出高刚度、强吸能、高渗透性或良好柔顺性等截然不同的特性，甚至在同一个零件内部实现多种性能共存。某些区域用于承载载荷，某些区域用于吸收冲击，另一些区域则服务于流体通过或热量交换。

这正是 AM3L 所强调的“三维立体结构材料”概念：材料性能不再由“多加多少材料”决定，而是由“如何控制空隙”决定。

为什么必须是金属增材制造？

在 AM3L 看来，如果只是用增材制造去生产传统意义上的实心零件，那么这项技术的潜力并未真正被释放。多孔超材料之所以几乎只能通过增材制造实现，根本原因在于其内部结构的复杂性和尺度要求。无论是铸造还是机加工，都难以在金属内部构建规则、可控且高度复杂的三维网络结构，而激光粉末床熔融技术则恰好具备这种能力。AM3L 目前专注于 LPBF 工艺，并使用来自尼康 SLM Solutions 的工业级设备。团队指出，在当前技术条件下，LPBF 在几何分辨率、机械性能和工艺重复性之间实现了最佳平衡。同时，开放式的软件架构也使他们能够深入调控激光功率、扫描策略和工艺窗口，即便在 CAD 几何已经确定的情况下，依然可以通过工艺参数微调来优化最终性能。

这种“设计—工艺—性能”高度耦合的开发模式，是 AM3L 能够将多孔结构真正工程化的关键。

从减震器到过滤器：面向极端行业的真实产品与许多仍停留在样件或概念验证阶段的超材料项目不同，AM3L 已经明确了产品化路径。目前，公司已经推出了两类旗舰产品，分别面向能量吸收和功能性过滤应用。

其中，基于多孔金属结构的减震器，是 AM3L 最具代表性的成果之一。通过对内部结构的精细设计，这类减震器能够在受冲击时实现可预测的变形和能量吸收行为，并且在尺寸和重量上显著优于传统方案。更重要的是，AM3L 已经成功推动其首个减震器产品通过了核安全机构的认证，这在金属增材制造领域本身就极具标志性意义，也证明了多孔超材料并非只能存在于实验室。

在功能性过滤领域，AM3L 同样利用多孔结构对渗透性和压降进行精确控制，使金属过滤器在高温、高压或腐蚀性环境中具备独特优势。这类应用进一步体现了其“结构即功能”的设计哲学。

用数据和验证构建可信度

面对核能、国防等行业，任何创新结构如果缺乏可追溯性和可重复性，都难以获得真正的应用机会。AM3L 对此有着非常清醒的认识。公司在内部构建了一个覆盖设计、工艺参数、粉末特性和最终性能的数据体系，将每一类结构与其力学响应和功能表现进行系统关联。通过持续的测试样件开发、性能测试和灵敏度分析，AM3L 不仅积累了设计规则，也逐步建立起稳健的工艺窗口。这种方法使他们能够在面对不同应用需求时，快速选择合适的结构方案，并确保最终交付的零件在性能上与设计预期一致。

这种强调验证和数据库积累的路径，正是 AM3L 能够与科研型项目拉开差距的重要原因。

面向未来：从吸能结构到“4D”多孔金属

展望未来，AM3L 并不满足于现有产品线。在能量吸收方向，公司计划将已通过验证的结构推广至更多具有防护需求的领域，包括国防、铁路、航空航天甚至空间应用。同时，团队也在探索引入形状记忆合金，开发具备可恢复能力的“4D”阻尼器，使结构在多次冲击后仍能保持功能。

此外，AM3L 还将目光投向了可持续制造领域，例如用于生物基材料和环保包装的新型多孔金属模具。通过改善真空吸附和流体排出能力，这类结构化模具有望降低堵塞风险，使可持续材料在工业生产中具备更强竞争力。对于金属增材制造行业而言，这种从“材料致密化”走向“结构功能化”的转变，或许将成为下一阶段的重要趋势。AM3L 正是在这条路上，尝试把“空隙”变成一种新的工业能力。