中美两国研究机构的联合团队在《Nature》发表研究，采用脉冲电弧增材制造技术打印出高度达1米的钛合金单晶。样品材料为Ti-6Al-4V，包括直径约1厘米的米级棒材，以及直径6 mm和20 mm的测试件。20 mm试样因截面过宽无法整体扫描，研究人员沿横截面分九个区域标定晶体取向，确认其构成一个连续单晶。团队同时打印出无支撑结构的锯齿状点阵，每根支柱均为单晶，作者称此前未有此类单晶点阵的先例。

该工艺被称为深蹲脉冲丝弧增材制造（DSP-WAAM），丝材在电流于200 A峰值与20 A基值之间切换的电弧中熔化。热流建模显示，脉冲产生宽而浅的熔池与外凸凝固前沿，有助于消除杂晶；恒定峰值电流会过热导致熔积体塌陷，恒定基值电流则无法熔化丝材。层厚约0.15 mm的逐层重熔提供第二重保障，使偏离外延生长条件的区域被重熔，仅保留单晶部分。除钛合金外，团队还以钨、钼、铌及钼铌合金生长单晶，铌的取向偏差小于2°，钨与钼铌合金小于5°，钼小于8°。700°C蠕变测试中，打印钛单晶的抗蠕变能力比晶粒尺寸模型预测高出约一个数量级；拉伸测试显示， forged 材料在约500°C以下屈服强度更高，单晶在更高温度占优。

论文指出，晶体宽度不存在内置理论上限，随尺寸变化的是可用热输入与扫描速度区间，须保证顶部熔化、凝固前沿凸出且晶体定向生长。钨因硬度高、脆性大、对杂质敏感及热应力剧烈，在增材制造中易产生微裂纹，而晶界是裂纹扩展的主要路径，作者据此提出单晶打印有望获得大面积无裂纹钨部件。潜在应用包括反应堆部件、激光镜面及极端温度环境下的轻量热屏蔽点阵，但该方法的商业效益仍待验证。