澳科研团队运用尖端3D打印技术生产超高强度商用钛合金

2022年09月21日 07:49 次阅读 稿源:中国科技网 条评论

澳大利亚工程师领导的科研团队在最新一期《自然·材料》杂志上撰文称,他们首次使用3D打印方法,获得了迄今比强度最高的钛合金,这是航空航天、国防、能源和生物医学行业的一次重大飞跃。莫纳什大学的这项最新研究表明,尖端3D打印技术可用于生产超高强度商用钛合金,让其获得前所未有的机械性能。

3D打印创建最高比强度钛合金。 图片来源:澳大利亚莫纳什大学
3D打印创建最高比强度钛合金。 图片来源:澳大利亚莫纳什大学

研究人员解释说:“钛合金需要复杂的铸造和热机械加工,才能获得某些关键应用所需的高强度。我们发现,3D打印等增材制造技术可以利用其独特的制造工艺,在商用钛合金内制造出超强且热稳定的部件。”

在最新研究中,研究团队对一种商用钛合金进行简单的热处理后,获得了超过1600兆帕的抗拉强度,是迄今为止所有3D打印金属的最高比强度,为制造出拥有独特微观结构和优良性能且可广泛应用于多个领域的结构材料铺平了道路。

过去十年,3D打印技术由于拥有几乎可以制造出任何几何零件的能力,引领了金属制造的新时代。钛合金目前是航空航天领域使用的主要3D打印金属部件,但大多数借助3D打印技术制成的商用钛合金无法获得令人满意的性能,因此,无法应用于某些领域或使用效果差强人意,特别是它们在室温和高温下的强度不足。

研究人员说:“最新研究为商用合金的沉淀强化提供了一种全新的方法,可用来生产拥有复杂形状的真实部件,可应用于承重领域,迄今没有任何钛合金应用于这一领域。此外,我们通过3D打印加上简单的热处理即做到了这一点,这也意味着,与其他拥有类似强度的材料相比,最新技术的工艺成本大大降低。”

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