8月7日,澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)(RMIT)的工程師團(tuán)隊在材料領(lǐng)域取得重大突破,成功開發(fā)出一種創(chuàng)新的3D打印鈦合金。該材料在保持鈦合金固有高強(qiáng)度與優(yōu)異耐腐蝕性的基礎(chǔ)上,顯著降低了生產(chǎn)成本,為鈦合金的規(guī);瘧(yīng)用開辟了新路徑。這一研究成果已發(fā)表于國際權(quán)威期刊《自然·通訊》,并已申請臨時專利。
鈦合金憑借其優(yōu)異的強(qiáng)度重量比和耐腐蝕性能,已成為航空航天和醫(yī)療器械等領(lǐng)域不可或缺的關(guān)鍵材料。然而,在3D打印應(yīng)用中廣泛采用的鈦合金(如Ti-6Al-4V)因含有價格昂貴的釩元素,導(dǎo)致成本居高不下,這在很大程度上制約了其大規(guī)模推廣。此次新型3D打印鈦合金材料的成功研發(fā),為突破該成本瓶頸提供了新的技術(shù)路徑。
澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)(RMIT)與聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織(CSIRO)的研究團(tuán)隊取得了一項關(guān)鍵突破:他們成功開發(fā)出一種能夠利用低成本、非球形鈦粉作為原料的3D打印工藝,制造出結(jié)構(gòu)更致密、性能更優(yōu)異的鈦合金部件。其核心技術(shù)包括兩大創(chuàng)新:
首先,他們采用了一種特殊的粉末配方,在鈦粉中精準(zhǔn)添加了廉價的氧和鐵元素——這兩種元素在傳統(tǒng)鈦合金制備中通常被視為有害雜質(zhì)。然而,研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn),在特定的打印參數(shù)下,它們反而能夠有效提升材料性能。
其次,他們優(yōu)化了增材制造工藝,通過調(diào)整激光熔融策略,在逐層打印過程中促使氧、鐵與鈦原子形成均勻而穩(wěn)定的微觀結(jié)合,從而在合金內(nèi)部生成一種類似于“天然增強(qiáng)骨架”的精細(xì)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)顯著提高了材料的致密性和力學(xué)強(qiáng)度,使*終成形的部件兼具*的堅固性與經(jīng)濟(jì)性。
這項突破性研究的意義是巨大的:
降低成本,提高可及性:利用更便宜的非球形鈦粉,可以大幅降低鈦合金產(chǎn)品的生產(chǎn)成本,這對于航空航天、汽車制造和醫(yī)療器械等行業(yè)來說,無疑是一個巨大的福音。
提升性能,拓展應(yīng)用:更堅固、更耐用的鈦合金,可以用于制造更輕量、更安全的飛機(jī)部件,更耐用的醫(yī)療植入物(如人工關(guān)節(jié)),甚至是性能更強(qiáng)的汽車引擎部件。
推動增材制造技術(shù)發(fā)展:這項技術(shù)為3D打印帶來了新的思路,證明了即使是“不*”的原材料,也能通過創(chuàng)新的工藝,制造出性能*的*終產(chǎn)品,為未來3D打印技術(shù)的發(fā)展打開了更多可能性。
當(dāng)然,從實驗室的成功到大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用,還需要解決一些問題,比如如何確保批量生產(chǎn)時產(chǎn)品性能的一致性,以及如何進(jìn)一步優(yōu)化工藝以適應(yīng)不同的產(chǎn)品需求。但這項來自澳大利亞的突破,已經(jīng)為我們描繪了一個充滿希望的未來——一個鈦合金不再是奢侈品,而是能被廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域,為人類生活帶來更多便利和安全的時代。
鏈接:https://mp.weixin.qq.com/s/sU2a84d-4SKLuqVVOt1WDA