该团队使用易于获取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,同时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)的博士研究生兼研究主要作者Ryan Brooke表示,测试表明他们的合金与标准3D打印钛合金(Ti-6Al-4V)相比,强度和性能均有所提升。
刚刚接受皇家墨尔本理工大学研究转化研究员职位以探索该技术商业化下一步骤的Brooke指出,3D打印钛合金领域亟待创新突破。
"3D打印能实现更快、更少浪费且更具定制性的生产,但我们仍在依赖Ti-6Al-4V等传统合金,这无法充分发挥其潜力。就像我们造了架飞机却只在街上行驶,"他说。
"新型钛合金及其他合金将使我们真正突破3D打印的技术边界,而我们研究中概述的新合金设计框架正是迈向该目标的重要一步。"
这项最新研究提出了一种省时省成本的元素选配方法,以充分利用新兴的3D打印技术。
该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。
其已取得显著成果:虽然出于商业原因未在研究报告中公开具体成分,但团队研发的合金生产成本比标准钛合金低29%。
通过此设计框架,该金属还能实现更均匀的打印效果,避免了某些3D打印合金中导致机械性能不均的柱状微观结构。
"通过开发这种避免柱状微观结构的高性价比配方,我们解决了阻碍3D打印广泛应用的两大关键挑战,"Brooke表示。他近期作为CSIRO ON Prime计划成员完成了市场验证,与航空航天、汽车和医疗技术行业的代表探讨了实际需求。
"终端用户明确表示,要将新型合金推向市场,其优势不能仅是微小进步,而必须是质的飞跃——这正是我们在此实现的突破,"他说。
"我们不仅成功制造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、延展性更佳。"
研究通讯作者Mark Easton教授表示,RCAM正致力于建立新的合作以推动该技术发展。
"我们对这种新型合金的前景感到非常振奋,但其成功需要整个供应链的团队协作。因此,我们正在寻求合作伙伴为后续开发阶段提供指导,"他说。
样品制作与测试均在皇家墨尔本理工大学尖端的先进制造基地完成。
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
2025-08-30
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