澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)（RMIT）的工程師研發(fā)出一種新型3D打印鈦材料，其成本比常規(guī)鈦合金降低約三分之一。

替代昂貴元素

研究團隊用價格更低、儲量更豐富的元素替代了日益昂貴的釩元素。這項創(chuàng)新技術(shù)已發(fā)表于《自然-通訊》期刊，校方已提交臨時專利，正探索該合金在航空航天和醫(yī)療器械等領(lǐng)域的商業(yè)應(yīng)用前景。

據(jù)論文第一作者、RMIT增材制造中心博士生瑞安·布魯克介紹，與傳統(tǒng)3D打印鈦合金（Ti-6Al-4V）相比，新材料在強度和性能方面均有提升。"當(dāng)前3D打印技術(shù)雖能實現(xiàn)快速、低損耗、高定制化生產(chǎn)，但我們?nèi)允芟抻趥鹘y(tǒng)合金配方，這如同駕駛飛機在街道行駛。"剛獲得RMIT技術(shù)轉(zhuǎn)化基金的布魯克表示，"新型鈦合金將真正釋放3D打印潛力，我們的合金設(shè)計框架正是關(guān)鍵突破。"

創(chuàng)新設(shè)計方法論

該研究提出高效選材方法，在降低時間與成本的同時，充分發(fā)揮先進3D打印技術(shù)優(yōu)勢：

• 建立改進的晶粒結(jié)構(gòu)預(yù)測模型
• 開發(fā)出生產(chǎn)成本降低29%的鈦合金（具體配方因商業(yè)原因未公開）
• 新型設(shè)計框架使打印結(jié)構(gòu)更均勻，避免傳統(tǒng)3D打印合金中導(dǎo)致力學(xué)性能不均的柱狀微結(jié)構(gòu)

"我們通過低成本配方解決柱狀結(jié)構(gòu)問題，一舉突破阻礙3D打印普及的兩大瓶頸。"布魯克在完成CSIRO（澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織）市場驗證項目后強調(diào)："終端用戶明確要求新型合金必須實現(xiàn)跨越式突破 —— 我們不僅實現(xiàn)了均勻晶粒結(jié)構(gòu)，更同步提升強度與延展性。"

產(chǎn)業(yè)化進程
通訊作者馬克·伊斯頓教授表示："該合金前景令人振奮，但需要產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同推進。我們正尋求合作伙伴共同制定后續(xù)開發(fā)計劃。"目前樣品已在RMIT尖端制造中心完成生產(chǎn)與測試。

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