皇家墨尔本理工大学(RMIT)的工程师研制出了一种新型3D打印钛金属,其价格比常用的钛合金便宜约三分之一。
该团队使用容易获得且更便宜的替代材料来取代日益昂贵的钒。
皇家墨尔本理工大学(RMIT)已为他们的创新方法申请了临时专利,该专利已在《自然通讯》上发表,该团队正在考虑为航空航天和医疗器械行业开发新的低成本方法的商业机会。
皇家墨尔本理工大学增材制造中心(RCAM)博士候选人兼研究主要作者Ryan Brooke(布鲁克)表示,与标准3D打印钛合金(Ti-6Al-4V)相比,他们的合金测试表明其强度和性能有所提高。
布鲁克刚刚获得了皇家墨尔本理工大学的研究翻译奖学金,以研究该技术商业化的下一步,他表示,3D打印钛合金领域已经具备了创新的条件。
“3D打印可以实现更快、更少浪费、更具定制化的生产,但我们仍然依赖Ti-6Al-4V等传统合金,无法充分利用这一潜力。这就像我们制造了一架飞机,却仍然只是在街上驾驶它。”
“新型钛和其他合金将使我们能够真正突破3D打印的极限,而我们研究中概述的新型合金设计框架是朝着这个方向迈出的重要一步。”
最新研究概述了一种节省时间和成本的方法来选择合金元素,以利用新兴的3D打印技术。
这项工作为预测增材制造中金属合金的印刷晶粒结构提供了更清晰的框架。
它已被用于取得令人印象深刻的成果:该团队的合金虽然由于商业原因未在研究中提出,但生产成本比标准钛便宜29%。
通过这种设计框架,金属也能打印得更均匀,避免某些3D打印合金中导致机械性能不均匀的柱状微结构。
布鲁克表示:“通过开发一种更具成本效益的方法来避免这种柱状微结构,我们解决了阻碍3D打印广泛应用的两个关键挑战。”他最近作为CSIRO的ON Prime计划的一部分完成了市场验证,并与航空航天、汽车和医疗技术行业代表讨论了他们的需求。
他表示,“我从最终用户那里听到的明确信息是,将新合金推向市场,其好处不仅仅是小幅的渐进,而是一次全面的飞跃,而这正是我们在这里所取得的成就。我们不仅能够生产出具有均匀晶粒结构的钛合金,而且成本更低,同时还使其更坚固、更具延展性。”
该研究的作者马克·伊斯顿教授表示,RCAM致力于建立新的合作关系以进一步发展这项技术。
他说:“我们对这种新合金的前景感到非常兴奋,但它的成功需要来自整个供应链的团队的共同努力。因此,我们正在寻找合作伙伴,为下一阶段的开发提供指导。”