近日，澳大利亞研究人員發(fā)現(xiàn)銅是顯著改善鈦3D打印的最佳選擇。
鈦具有出色的耐腐蝕性，是所有金屬元素中強(qiáng)度密度比最高的。它可以與其他元素結(jié)合使用，生產(chǎn)出堅(jiān)固、輕便的合金，可用于技術(shù)、制造和醫(yī)藥領(lǐng)域的眾多高性能應(yīng)用。
3D打印的銅鈦合金
在這些領(lǐng)域中，作為一種有效的制造方法，3D打印變得越來(lái)越重要。但是，目前用于增材制造的鈦合金通常在打印過(guò)程中形成圓柱狀晶體并結(jié)合在一起。
所產(chǎn)生的不利的晶粒結(jié)構(gòu)使它們易于破裂或變形，因此易于發(fā)生材料破壞。結(jié)果是未經(jīng)額外處理的鈦3D打印構(gòu)件完全無(wú)法運(yùn)行。
現(xiàn)在，澳大利亞皇家墨爾本理工學(xué)院（RMIT），聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（CSIRO），昆士蘭大學(xué)和俄亥俄州立大學(xué)的研究人員之間的合作報(bào)告說(shuō)，一種新的含銅鈦合金似乎已經(jīng)解決了這個(gè)問(wèn)題。
控制晶粒結(jié)構(gòu)
“金屬3D打印的無(wú)法廣泛采用的主要障礙是對(duì)晶粒結(jié)構(gòu)的控制?！盧MIT大學(xué)工程學(xué)院的馬克·伊斯頓（MarkEaston）教授解釋說(shuō)。因?yàn)閷?duì)固體和金屬來(lái)說(shuō)只有形成均勻且細(xì)小的晶粒結(jié)構(gòu)才能起作用，當(dāng)然，鈦也是如此。
伊斯頓補(bǔ)充說(shuō)：“目前在工業(yè)中使用的合金最初是為常規(guī)制造路線設(shè)計(jì)的，而并非為金屬3D打印而優(yōu)化的。因此，我們希望設(shè)計(jì)出具有高強(qiáng)度和最佳凝固性能的新型合金，以充分利用金屬3D打印的全部加工優(yōu)勢(shì)，作為高性能部件的競(jìng)爭(zhēng)性制造途徑?！?/span>
可能會(huì)有進(jìn)一步的改進(jìn)
該團(tuán)隊(duì)的第一批測(cè)試顯示，增材制造過(guò)程中的缺陷較少，材料性能良好。此外，銅具有進(jìn)一步的積極優(yōu)勢(shì)。伊斯頓說(shuō)：“銅因具有抗菌作用而廣為人知，該合金可用于生物醫(yī)學(xué)行業(yè)的抗菌應(yīng)用，例如牙科應(yīng)用?！?/span>
科學(xué)家們目前正在進(jìn)行廣泛的研究，以確定他們的新型鈦銅合金的性能。將來(lái)，RMIT教授希望通過(guò)添加其他元素或使用熱處理來(lái)進(jìn)一步改進(jìn)這些元素。
鈦具有出色的耐腐蝕性，是所有金屬元素中強(qiáng)度密度比最高的。它可以與其他元素結(jié)合使用，生產(chǎn)出堅(jiān)固、輕便的合金，可用于技術(shù)、制造和醫(yī)藥領(lǐng)域的眾多高性能應(yīng)用。
3D打印的銅鈦合金
在這些領(lǐng)域中，作為一種有效的制造方法，3D打印變得越來(lái)越重要。但是，目前用于增材制造的鈦合金通常在打印過(guò)程中形成圓柱狀晶體并結(jié)合在一起。
所產(chǎn)生的不利的晶粒結(jié)構(gòu)使它們易于破裂或變形，因此易于發(fā)生材料破壞。結(jié)果是未經(jīng)額外處理的鈦3D打印構(gòu)件完全無(wú)法運(yùn)行。
現(xiàn)在，澳大利亞皇家墨爾本理工學(xué)院（RMIT），聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（CSIRO），昆士蘭大學(xué)和俄亥俄州立大學(xué)的研究人員之間的合作報(bào)告說(shuō)，一種新的含銅鈦合金似乎已經(jīng)解決了這個(gè)問(wèn)題。
控制晶粒結(jié)構(gòu)
“金屬3D打印的無(wú)法廣泛采用的主要障礙是對(duì)晶粒結(jié)構(gòu)的控制?！盧MIT大學(xué)工程學(xué)院的馬克·伊斯頓（MarkEaston）教授解釋說(shuō)。因?yàn)閷?duì)固體和金屬來(lái)說(shuō)只有形成均勻且細(xì)小的晶粒結(jié)構(gòu)才能起作用，當(dāng)然，鈦也是如此。
伊斯頓補(bǔ)充說(shuō)：“目前在工業(yè)中使用的合金最初是為常規(guī)制造路線設(shè)計(jì)的，而并非為金屬3D打印而優(yōu)化的。因此，我們希望設(shè)計(jì)出具有高強(qiáng)度和最佳凝固性能的新型合金，以充分利用金屬3D打印的全部加工優(yōu)勢(shì)，作為高性能部件的競(jìng)爭(zhēng)性制造途徑?！?/span>
可能會(huì)有進(jìn)一步的改進(jìn)
該團(tuán)隊(duì)的第一批測(cè)試顯示，增材制造過(guò)程中的缺陷較少，材料性能良好。此外，銅具有進(jìn)一步的積極優(yōu)勢(shì)。伊斯頓說(shuō)：“銅因具有抗菌作用而廣為人知，該合金可用于生物醫(yī)學(xué)行業(yè)的抗菌應(yīng)用，例如牙科應(yīng)用?！?/span>
科學(xué)家們目前正在進(jìn)行廣泛的研究，以確定他們的新型鈦銅合金的性能。將來(lái)，RMIT教授希望通過(guò)添加其他元素或使用熱處理來(lái)進(jìn)一步改進(jìn)這些元素。
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