澳大利亚皇家墨尔本理工大学(RMIT)的工程师研发出一种新型3D打印钛材料,其成本比常规钛合金降低约三分之一。
替代昂贵元素
研究团队用价格更低、储量更丰富的元素替代了日益昂贵的钒元素。这项创新技术已发表于《自然-通讯》期刊,校方已提交临时专利,正探索该合金在航空航天和医疗器械等领域的商业应用前景。
据论文第一作者、RMIT增材制造中心博士生瑞安·布鲁克介绍,与传统3D打印钛合金(Ti-6Al-4V)相比,新材料在强度和性能方面均有提升。"当前3D打印技术虽能实现快速、低损耗、高定制化生产,但我们仍受限于传统合金配方,这如同驾驶飞机在街道行驶。"刚获得RMIT技术转化基金的布鲁克表示,"新型钛合金将真正释放3D打印潜力,我们的合金设计框架正是关键突破。"
创新设计方法论
该研究提出高效选材方法,在降低时间与成本的同时,充分发挥先进3D打印技术优势:
建立改进的晶粒结构预测模型
开发出生产成本降低29%的钛合金(具体配方因商业原因未公开)
新型设计框架使打印结构更均匀,避免传统3D打印合金中导致力学性能不均的柱状微结构
"我们通过低成本配方解决柱状结构问题,一举突破阻碍3D打印普及的两大瓶颈。"布鲁克在完成CSIRO(澳大利亚联邦科学与工业研究组织)市场验证项目后强调:"终端用户明确要求新型合金必须实现跨越式突破 —— 我们不仅实现了均匀晶粒结构,更同步提升强度与延展性。"
产业化进程
通讯作者马克·伊斯顿教授表示:"该合金前景令人振奋,但需要产业链协同推进。我们正寻求合作伙伴共同制定后续开发计划。"目前样品已在RMIT尖端制造中心完成生产与测试。
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