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这种新型钛合金成本降低29%,强度更高

本站发布时间:2025-08-21 23:36:07
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该团队使用现成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)已就其创新方法提交了临时专利申请,该方法也已在《自然-通讯》期刊上概述。该团队正在考虑为航空航天和医疗器械行业开发这种新型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)的博士生、该研究的主要作者瑞安·布鲁克(Ryan Brooke)表示,测试表明,与标准的3D打印钛合金(Ti-6Al-4V)相比,他们的合金显示出更高的强度和性能。

布鲁克刚刚接受了皇家墨尔本理工大学的研究转化研究员职位,以研究该技术商业化的后续步骤。他表示,3D打印钛合金领域已为创新做好了准备。

他说:“3D打印可实现更快、浪费更少且更可定制的生产,但我们仍在依赖Ti-6Al-4V等传统合金,这无法充分发挥这一潜力。就像我们造了一架飞机,却仍然只在街道上行驶。”

“新型钛合金及其他合金将使我们真正突破3D打印可能性的边界,而我们研究中概述的新合金设计框架正是朝此方向迈出的重要一步。”

这项最新研究概述了一种节省时间和成本的合金元素选择方法,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打印晶粒结构提供了更清晰的框架。

它已取得令人瞩目的成果:该团队的合金(出于商业原因未在研究论文中具体说明)生产成本比标准钛合金低29%。

通过此设计框架,该金属的打印均匀性也得到提升,避免了在某些3D打印合金中导致机械性能不均匀的柱状微观结构。

“通过开发这种避免柱状微观结构且更具成本效益的配方,我们解决了阻碍3D打印广泛采用的两个关键挑战,”布鲁克说。他最近完成了市场验证工作(作为澳大利亚联邦科学与工业研究组织CSIRO的ON Prime项目的一部分),与航空航天、汽车和医疗技术行业的代表探讨了他们的需求。

“我从最终用户那里明确听到的是,要将新合金推向市场,其优势不能仅仅是微小的渐进式改进,而必须是全面的飞跃——这正是我们在此所实现的,”他说。

“我们不仅能够生产出具有均匀晶粒结构的钛合金,还降低了成本,同时使其强度更高、延展性更好。”

该研究的通讯作者马克·伊斯顿(Mark Easton)教授表示,皇家墨尔本理工大学增材制造中心正致力于建立新的合作以进一步开发该技术。

 

“我们对这种新合金的前景感到非常兴奋,但它需要整个供应链的团队协作才能取得成功。因此,我们正在寻找合作伙伴为下一阶段的开发提供指导,”他说。

样品在皇家墨尔本理工大学尖端的先进制造中心(Advanced Manufacturing Precinct)制造和测试。

Story Source:

Materials provided byRMIT University.Note: Content may be edited for style and length.

Journal Reference:

Ryan Brooke, Duyao Zhang, Dong Qiu, Mark A. Gibson, Mark Easton.Compositional criteria to predict columnar to equiaxed transitions in metal additive manufacturing.Nature Communications, 2025; 16 (1) DOI:10.1038/s41467-025-60162-0

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