RMIT開發(fā)新型鈦合金，3D打印成本降幅高達29%

2025年7月30日，南極熊獲悉，澳大利亞皇家墨爾本理工大學（RMIT）增材制造中心（RCAM）研究團隊宣布，成功開發(fā)出一種新型鈦合金，3D打印成本較目前廣泛采用的標準Ti-6Al-4V合金降低了約三分之一。

△相關研究成果已發(fā)表在《自然通訊》期刊，題目為“預測金屬增材制造中柱狀到等軸轉(zhuǎn)變的成分標準”（傳送門）

RMIT博士生Ryan Brooke與Mark Easton教授、Dong Qiu博士共同領導了該項目。Brooke表示：“3D打印具備更高的生產(chǎn)效率、更低的材料浪費和高度定制化的優(yōu)勢，但由于長期依賴Ti-6Al-4V等傳統(tǒng)合金，限制了這項技術(shù)潛力的充分釋放。因此，我們開發(fā)的新型合金以及設計框架，有望突破現(xiàn)有工藝瓶頸，提升最終部件的力學性能與制造經(jīng)濟性�！�  

△來自RMIT增材制造中心的LR、Ryan Brooke、Mark Easton教授和Dong Qiu博士

RMIT將實現(xiàn)新型低成本鈦合金商業(yè)化

Brooke的工程團隊利用他們的設計框架，在位于維多利亞州卡爾頓的皇家墨爾本理工大學先進制造園區(qū)開發(fā)并3D打印了新型合金樣品。他們采用激光束定向能量沉積 (DED-LB) 技術(shù)生產(chǎn)這些零件。

除了節(jié)省成本之外，該工藝還可以防止柱狀微結(jié)構(gòu)的形成，這種缺陷可能會導致某些3D打印合金的機械性能不均勻。Brooke隨后接受了皇家墨爾本理工大學的研究轉(zhuǎn)化獎學金，以研究新型鈦合金商業(yè)化的下一步。RMIT還申請了臨時專利，以保護這種設計框架。  

△新型更堅固、更經(jīng)濟的3D打印鈦合金樣品

該研究的主要作者擁有制造工程碩士學位，并通過澳大利亞聯(lián)邦科學與工業(yè)研究組織(CSIRO) 的ON Prime 項目進行了市場驗證。在為期九周的課程中，Brooke與航空航天、汽車和醫(yī)療科技行業(yè)的行業(yè)代表進行了交談，以更好地了解他們的需求。

Brooke表示：“我從終端用戶那里聽到的明確信息是，將新合金推向市場，3D打印的效益不能只是小步前進，而要實現(xiàn)全面飛躍，而這正是我們目前所取得的成就。我們不僅能夠生產(chǎn)出晶粒結(jié)構(gòu)均勻的鈦合金，而且成本更低，同時還使它強度更高、延展性更強。”

△使用與方法中給出的相同工藝生成的Ti-4Fe和Ti-12Mo進行了EBSD重建，功率有所不同

總的來說，研究團隊提出了一種高效的合金元素選擇方法，為優(yōu)化金屬增材制造工藝提供了理論基礎和實踐框架。但由于商業(yè)原因，RMIT的新型合金并未在研究論文中提及。研究人員表示，與標準鈦合金相比，新型3D打印技術(shù)成本能夠降低29%。同時，新的設計框架還能實現(xiàn)更均勻的3D打印，并制造出更堅固、延展性更強的最終部件。 Brooke解釋道：“通過開發(fā)一種更具成本效益的配方來避免這種柱狀微結(jié)構(gòu)，我們解決了阻礙3D打印廣泛應用的兩個關鍵挑戰(zhàn)�！�

展望未來，Brooke團隊正積極推進新型金屬3D打印方法的商業(yè)化落地，尋求與航空航天和醫(yī)療器械行業(yè)的合作機會，助力行業(yè)客戶提升產(chǎn)品競爭力。