研究团队采用易获取且更经济的替代材料,取代了价格日益昂贵的钒元素。
皇家墨尔本理工大学已就该创新方法提交临时专利,相关成果同时发表在《自然-通讯》期刊。团队正考虑为航空航天和医疗器械行业开发这种新型低成本方案的商业化机遇。
皇家墨尔本理工大学增材制造中心(RCAM)博士候选人、研究第一作者Ryan Brooke表示,测试数据显示其新型合金相比标准3D打印钛合金(Ti-6Al-4V)具有更高的强度和性能表现。
刚获得该校研究转化奖学金的Brooke将致力于该技术的商业化推进,他指出3D打印钛合金领域正处于技术革新的关键期。
"3D打印技术能实现更快速、更低耗、更高定制化的生产,但我们仍在依赖Ti-6Al-4V这类传统合金,这无法充分发挥技术潜力。就像造好了飞机却只在街道上行驶。"他说。
"新型钛合金及其他合金将真正突破3D打印技术的边界,我们研究中提出的合金设计框架正是迈向这个目标的重要一步。"
最新研究阐述了一种兼顾时效性与经济性的元素选配方法,以充分发挥新兴3D打印技术的优势。
该研究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。
目前已取得显著成效:出于商业保密原因未在论文中公开具体成分的团队合金,其生产成本比标准钛合金降低29%。
通过该设计框架,金属打印成型更均匀,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。
"我们开发的低成本配方不仅消除了柱状晶结构,更同时解决了阻碍3D打印技术普及的两大关键难题。"Brooke表示。他近期作为CSIRO ON Prime项目成员完成了市场验证,与航空航天、汽车及医疗科技行业的代表深入交流了需求。
"终端用户的明确反馈是:新合金要进入市场,其优势不能只是微幅改进,必须实现质的飞跃——这正是我们已实现的突破。"他说。
"我们不仅制备出具有均匀晶粒结构的钛合金,在降低成本的同时还提升了强度和延展性。"
论文通讯作者Mark Easton教授表示,RCAM正积极寻求合作以推进技术发展。
"我们对这种新型合金的前景充满期待,但需要供应链各环节的协同才能取得成功。因此正在寻找合作伙伴共同推进后续开发。"他表示。
所有样品均在皇家墨尔本理工大学先进的先进制造基地完成制备与测试。
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
2025-08-16
2025-08-16
2025-08-16
2025-08-16
2025-08-16