Badanie RMIT University pokazuje, że dodanie miedzi wzmacnia tytan drukowany w 3D

O miedzi było ostatnio gorąco w druku 3D, a tytan był istotnym materiałem od początku przemysłu metalowego AM. Teraz badanie nowego stopu tytanu miedzi, opublikowane w Nature Journal przez badaczy RMIT , łączy oba materiały w celu zmniejszenia ryzyka pękania i deformacji.

Obecne stopy tytanu stosowane w produkcji przyrostowej często stygną i łączą się w kryształy w kształcie kolumny podczas procesu drukowania 3D, co czyni je podatnymi na pękanie lub zniekształcenie. I w przeciwieństwie do aluminium lub innych powszechnie używanych metali, nie ma komercyjnego rozdrabniacza ziarna do tytanu, którego producenci mogliby użyć do skutecznego udoskonalenia mikrostruktury, aby uniknąć tych problemów.

Profesor Mark Easton ze Szkoły Inżynierii Uniwersytetu RMIT powiedział, że ich stop tytanu i miedzi jest drukowany z „wyjątkowymi właściwościami” bez specjalnej kontroli procesu lub dodatkowej obróbki. Udane próby stopów tytanu z miedzią do drukowania 3D mogą uruchomić nową serię wysokowydajnych stopów do urządzeń medycznych i kosmicznych.

„Szczególnie godna uwagi była jego całkowicie wyrównana struktura ziaren: oznacza to, że ziarna kryształów urosły jednakowo we wszystkich kierunkach, tworząc silne wiązanie, zamiast w kolumnach, co może prowadzić do słabych punktów podatnych na pękanie. Stopy o tej mikrostrukturze są w stanie wytrzymać znacznie większe siły i będą znacznie mniej podatne na defekty, takie jak pękanie lub odkształcenie, podczas produkcji – powiedział Easton.

We wspólnym projekcie uczestniczyli wiodący badacze w dziedzinie składu stopów i mikrostruktury ziarna z RMIT University, CSIRO , University of Queensland i Ohio State University.

Starszy główny naukowiec CSIRO, dr Mark Gibson, powiedział, że ich odkrycia sugerują również, że podobne systemy metalowe można traktować w ten sam sposób w celu poprawy ich właściwości. „Stopy tytanu i miedzi są jedną z opcji, szczególnie jeśli można zastosować inne dodatkowe pierwiastki stopowe lub obróbkę cieplną w celu dalszej poprawy właściwości” – powiedział. „Ale jest też wiele innych pierwiastków stopowych, które prawdopodobnie będą miały podobne efekty. Wszystkie mogą mieć zastosowanie w przemyśle lotniczym i biomedycznym. ”

Gibson powiedział, że nowy rodzaj stopów może zwiększyć tempo produkcji producentów i pozwolić na produkcję bardziej skomplikowanych części. „Ogólnie rzecz biorąc, otwiera to możliwość opracowania nowej serii stopów na bazie tytanu, opracowanych specjalnie do drukowania 3D o wyjątkowych właściwościach” – powiedział.

„Z przyjemnością pracowałem od pewnego czasu nad tak interesującym i znaczącym projektem z tak utalentowanym zespołem naukowców” – powiedział Gibson.

Praca była częścią projektu finansowanego przez Australian Research Council. Badanie „Addytywne wytwarzanie ultra drobnoziarnistych stopów tytanu o wysokiej wytrzymałości” zostało opublikowane w Nature w DOI 10.1038 / s41586-019-1783-1