Tilføjelse af kobber styrker 3-D-printet titanium

Vellykkede forsøg med titanium-kobber-legeringer til 3-D-print kan kickstarte en ny serie af højtydende legeringer til medicinsk udstyr, forsvars- og rumfartsapplikationer.

Nuværende titanlegeringer, der bruges i additiv fremstilling, afkøles ofte og binder sammen i søjleformede krystaller under 3D-printprocessen, gør dem tilbøjelige til at revne eller forvrænge.

Og i modsætning til aluminium eller andre almindeligt anvendte metaller, der er ingen kommerciel kornraffinaderi til titanium, som producenter kan bruge til effektivt at forfine mikrostrukturen for at undgå disse problemer.

Men nu en ny titanlegering med kobber, afsløret i dag i Natur , ser ud til at have løst dette problem.

Professor Mark Easton fra RMIT University's School of Engineering sagde, at deres titanium-kobberlegering er trykt med "ekstraordinære egenskaber" uden nogen særlig proceskontrol eller yderligere behandling.

"Særlig bemærkelsesværdig var dens fuldt ligeaksede kornstruktur:dette betyder, at krystalkornene var vokset lige meget i alle retninger for at danne en stærk binding, i stedet for i kolonner, som kan føre til svage punkter, der kan revne."

"Legeringer med denne mikrostruktur kan modstå meget højere kræfter og vil være meget mindre tilbøjelige til at have defekter, såsom revner eller forvrængning, under fremstillingen, " sagde Easton.

Samarbejdsprojektet involverede førende forskere inden for legeringssammensætning og kornmikrostruktur fra RMIT University, CSIRO, University of Queensland og Ohio State University.

CSIRO Senior Principal Research Scientist, Dr. Mark Gibson, sagde, at deres resultater også tyder på, at lignende metalsystemer kunne behandles på samme måde for at forbedre deres egenskaber.

"Titan-kobber legeringer er en mulighed, især hvis brugen af ​​andre ekstra legeringselementer eller varmebehandlinger kan anvendes til at forbedre egenskaberne yderligere, " han sagde.

"Men der er også en række andre legeringselementer, som sandsynligvis vil have lignende virkninger. Disse kan alle have anvendelser i rumfarts- og biomedicinske industrier."

Gibson sagde, at den nye race af legeringer kunne øge producenternes produktionshastigheder og give mulighed for at fremstille mere komplekse dele.

"Generelt, det åbner op for muligheden for at udvikle en ny serie af titaniumbaserede legeringer specielt udviklet til 3-D print med exceptionelle egenskaber, " han sagde.

"Det har været en fornøjelse, da det har været min lykke i nogen tid, at arbejde på et så interessant og betydningsfuldt projekt som dette med sådan en talentfuld gruppe af forskere."