Een wereldwijd eerste onderzoek onder leiding van ingenieurs van Monash University heeft aangetoond hoe geavanceerde 3D-printtechnieken kunnen worden gebruikt om een ​​ultrasterke commerciële titaniumlegering te produceren - een belangrijke sprong voorwaarts voor de lucht- en ruimtevaart-, ruimtevaart-, defensie-, energie- en biomedische industrie.

Australische onderzoekers, onder leiding van professor Aijun Huang en Dr. Yuman Zhu van de Monash University, gebruikten een 3D-printmethode om een ​​nieuwe microstructuur te manipuleren. Daarbij bereikten ze ongekende mechanische prestaties.

Dit onderzoek, gepubliceerd in Nature Materials , werd uitgevoerd op in de handel verkrijgbare legeringen en kan onmiddellijk worden toegepast.

"Titaniumlegeringen vereisen complexe giet- en thermomechanische verwerking om de hoge sterkten te bereiken die nodig zijn voor sommige kritische toepassingen. We hebben ontdekt dat additieve fabricage zijn unieke productieproces kan benutten om ultrasterke en thermisch stabiele onderdelen te maken in commerciële titaniumlegeringen, die direct kunnen worden geïmplementeerd in dienst", zegt professor Huang.

"Na een eenvoudige nawarmtebehandeling op een commerciële titaniumlegering, worden voldoende rek en treksterkten van meer dan 1600 MPa bereikt, de hoogste specifieke sterkte van alle 3D-geprinte metalen tot nu toe. Dit werk maakt de weg vrij om structurele materialen te fabriceren met unieke microstructuren en uitstekende eigenschappen voor brede toepassingen."

In het afgelopen decennium heeft 3D-printen een nieuw tijdperk in de metaalproductie geleid dankzij de ontwerpvrijheid waarmee bijna elk geometrisch onderdeel kan worden vervaardigd.

Titaniumlegeringen zijn momenteel de toonaangevende 3D-geprinte metalen componenten voor de lucht- en ruimtevaartindustrie. De meeste commercieel verkrijgbare titaniumlegeringen gemaakt door 3D-printen hebben echter geen bevredigende eigenschappen voor veel structurele toepassingen, vooral hun onvoldoende sterkte bij kamertemperatuur en hoge temperaturen onder zware gebruiksomstandigheden.

"Onze bevindingen bieden een volledig nieuwe benadering van precipitatieversterking in commerciële legeringen die kunnen worden gebruikt om echte componenten met een complexe vorm te produceren voor dragende toepassingen. Deze toepassing is tot op heden nog steeds afwezig voor titaniumlegeringen", zegt professor Huang.

"Het 3D-printen plus eenvoudige warmtebehandeling betekent ook dat de proceskosten aanzienlijk lager zijn in vergelijking met andere materialen met vergelijkbare sterkte."

De bevindingen in dit werk zullen naar verwachting leiden tot fundamentele inzichten in de principes van versterking en dislocatie-engineering op het gebied van fysieke metallurgie. + Verder verkennen

Onderzoekers ontwikkelen 3D-geprinte vormgeheugenlegering met superieure superelasticiteit