CMSX_4是單晶高溫合金的一種，在單晶合金方面，目前全球應用範圍最廣（引擎工作總時數達 1.75 億小時） ，被用於航空、工業和航海渦輪機領域。根據3D科學谷的市場研究，目前，通過3D打印來製備CMSX_4材料正在獲得一系列的進展。
更均勻的微觀結構
具體來說，CMSX-4是第二代單晶高溫合金，這類單晶合金的加工通常採用定向凝固的熔模鑄造來獲得。通常，這類合金在凝固過程中表現出強烈的偏析，導致明顯的樹枝狀微觀結構。因此，為了改善高溫性能，研究人員已經進行了大量的鑄造工藝改進以及通過連續的熱處理以使微觀結構均勻化。
通常，單晶組分從疊加在冷卻的銅冷卻板上的起始塊上進化，該冷卻板與螺旋晶粒選擇器組合發生作用。這其中，冷卻板的作用是產生大量的晶核。
3D打印-增材製造技術（AM）作為一種顛覆性的技術，在醫藥，能源生產或航空航天應用領域的工業生產中越來越成熟。當然我們目前聚焦的金屬3D打印主要是關注其在製造複雜的幾何形狀，輕量化，縮短交貨時間，功能性一體化結構實現等方面的優勢。而金屬3D打印工藝的一個容易被忽略的潛力是通過快速定向凝固帶來非常精細的晶體微結構並控制逐層外延生長。這為設計組件提供了新的可能性，此外，高冷卻速度為合金設計開闢了新的可能性。而實驗證明，通過金屬3D打印實現凝固微觀結構和相關的偏析結構可以帶來非常精細的結果，與鑄造微觀結構相比要小100倍。因此，均質化熱處理時間也顯著的從幾小時減少到幾分鐘。
直接從粉末床獲得單晶結構
眾所周知，具有高γ’相體積分數的超合金如CM247LC，IN738LC或CMSX-4®容易形成裂縫，因此，這些合金難以焊接或甚至不可焊接。所以這些合金的加工相當具有挑戰性。最近的參考文獻顯示（請登錄en.51shape.com訪問英文原文），通過選擇性電子束熔化金屬3D打印技術可以實現CMSX-4®的無裂縫加工。通過採用合適的加工策略，可以直接從粉末床中獲得單晶結構。
該文獻研究了選擇性電子束熔化金屬3D打印技術製備CMSX-4®單晶的機械性能。單晶在竣工狀態下和熱處理後進行測試，包括均質化和兩步老化。並且還將測試結果與傳統鑄造和熱處理材料的結果進行了比較。
CMSX-4®所採用的粉末是由TLS Technik GmbH＆Co的氣體霧化技術製備的，粉末為球形，尺寸分佈為45至105μm。通過應用激光衍射分析（Malvern Mastersizer 3000）以確定粉末尺寸分佈特徵：D10 =44.8μm，D50 =70.7μm，D90 =102.0μm。原料和所得粉末的化學組成如表I所示。
通過GE的ARCAM A2 EBM系統進行合金的樣品製備，該系統在受控的10 -3 mbar氦氣氛中以60kV加速電壓來進行工作。通過對預熱參數（功率，時間，掃描策略）的調整方式使工作溫度保持恆定在1000°C。
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