Инженеры из Университета RMIT в Мельбурне, Австралия, создали новый тип титанового сплава для аддитивного производства, который, как сообщается, примерно на треть дешевле, чем обычно используемые альтернативы, за счет использования легкодоступных и более дешевых альтернативных материалов для замены все более дорогого ванадия.
RMIT подал заявку на получение предварительного патента на метод, описанный в Nature Communications. Команда изучает коммерческие возможности для разработки нового недорогого метода для аэрокосмической отрасли и производства медицинского оборудования.
Прочность и преимущества нового сплава
Кандидат наук Центра аддитивного производства RMIT (RCAM) и ведущий автор исследования Райан Брук сказал, что после тестирования сплав показал улучшенную прочность и эксплуатационные характеристики по сравнению со стандартными титановыми сплавами, изготовленными с добавлением добавок, такими как Ti-6Al-4V.
Брук, которая недавно получила стипендию для проведения исследований в области перевода в Мельбурнском королевском технологическом университете, чтобы изучить дальнейшие шаги по коммерциализации технологии, поделилась своим мнением: «3D-печать позволяет производить продукцию быстрее, с меньшими потерями и с большей возможностью персонализации, но мы по-прежнему используем устаревшие сплавы, такие как Ti-6Al-4V, которые не позволяют в полной мере реализовать этот потенциал. Это как если бы мы создали самолёт, а потом просто ездили бы на нём по улицам».
Расширение границ 3D-печати
«Новые виды титана и других сплавов позволят нам по-настоящему расширить границы возможного в 3D-печати, а основа для разработки новых сплавов, описанная в нашем исследовании, — это значительный шаг в этом направлении», — продолжила Брук.
В последнем исследовании описан метод выбора элементов для легирования, позволяющий экономить время и средства и использовать преимущества новой технологии аддитивного производства.
Эта работа представляет собой более чёткую основу для прогнозирования зернистой структуры металлических сплавов, полученных методом аддитивного производства. Благодаря этой системе проектирования сплавы можно изготавливать более равномерно, избегая образования столбчатых микроструктур, которые приводят к неравномерному распределению механических свойств в некоторых материалах.
Решение ключевых проблем 3D-печати
«Разработав более экономичную формулу, позволяющую избежать образования столбчатой микроструктуры, мы решили две ключевые проблемы, препятствующие широкому распространению 3D-печати», — сказал Брук, который недавно завершил проверку рынка в рамках программы CSIRO ON Prime и общался с представителями аэрокосмической, автомобильной и медицинской отраслей. «Конечные пользователи ясно дали понять, что для вывода на рынок новых сплавов преимущества должны быть не просто незначительными, а представлять собой настоящий прорыв, и именно этого мы добились».
«Нам удалось не только производить титановые сплавы с однородной зернистой структурой, но и снизить затраты на их производство, а также сделать их более прочными и пластичными», — добавил Брук.
Автор исследования, профессор Марк Истон, сказал, что RCAM сосредоточен на создании новых совместных проектов для дальнейшего развития технологии. «Мы очень воодушевлены перспективами этого нового сплава, но для его успешного внедрения требуется команда, охватывающая всю цепочку поставок. Поэтому мы ищем партнёров, которые могли бы помочь нам на следующих этапах разработки».
Полный текст статьи доступен здесь.
