该团队使用现成的、更廉价的替代材料取代了日益昂贵的钒。
鉴于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法的商业化机遇,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,相关成果亦发表于《自然·通讯》期刊。
皇家墨尔本理工大学增材制造中心(RCAM)博士生、研究第一作者Ryan Brooke表示,测试表明其合金比标准3D打印钛合金(Ti-6Al-4V)具有更高的强度和性能。
刚获得RMIT研究转化研究员奖学金的Brooke将探索该技术的后续商业化步骤,他指出3D打印钛合金领域亟待创新突破。
"3D打印技术能实现更快、更少浪费且高度定制化的生产,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。好比我们造出了飞机却仍只在街道上行驶,"他表示。
"新型钛合金及其他合金将真正突破3D打印技术的可能边界,我们研究中提出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兼顾时效与成本的合金元素筛选方法,旨在充分利用新兴3D打印技术。
该工作为预测增材制造金属合金的打印晶粒结构提供了更清晰的框架。
其应用已取得显著成效:出于商业考量未在研究中具体说明的团队合金,生产成本比标准钛合金低29%。
通过此设计框架,金属打印均匀性得到提升,避免了某些3D打印合金中导致机械性能不均的柱状显微结构。
"我们开发出这种避免柱状显微结构的低成本配方,同时解决了阻碍3D打印技术普及的两大关键挑战,"Brooke表示。他近期刚完成CSIRO ON Prime计划的市场验证工作,通过与航空航天、汽车及医疗技术行业代表的深入交流了解市场需求。
"终端用户明确反馈:新合金要打入市场,其优势不能仅是微小改进,而需实现质的飞跃——这正是我们取得的突破,"他强调。
"我们不仅成功制备出具有均匀晶粒结构的钛合金,还同步实现成本降低、强度提升及延展性增强。"
研究通讯作者Mark Easton教授表示,RCAM正致力于建立新合作以加速技术发展。
"我们对该新型合金前景充满期待,但成功需要整个供应链的协同发力。因此正寻求合作伙伴为后续开发阶段提供指导,"他补充道。
所有样品均在皇家墨尔本理工大学前沿的先进制造基地制备并完成测试。
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
2025-08-04
2025-08-04
2025-08-04
2025-08-01