Ученые создали новый титановый сплав с помощью 3D-печати

Ученые из Королевского технологического университета RMIT в Австралии создали новый титановый сплав с помощью 3D-печати. Он оказался прочнее, пластичнее и почти на треть дешевле стандартных материалов. Это открытие делает титан более доступным для авиации, медицины и других отраслей, борющихся за повышение надежности и снижение затрат.

Современные аддитивные технологии, как известно, в основном используют сплав Ti-6Al-4V. Он дорог в производстве из-за содержания ванадия и при печати часто формирует так называемую столбчатую микроструктуру — вытянутые кристаллы, растущие вдоль направления печати. Такая структура делает материал неоднородным: в одном направлении он прочнее, а в другом — слабее, из-за чего детали теряют надежность.

Чтобы преодолеть эти недостатки, команда исследователей RMIT заменила дорогой ванадий на более доступные элементы и предложила методику прогнозирования структуры зерна при 3D-печати. Такой подход позволил снизить себестоимость сплава почти на 30% и добиться равномерной микроструктуры.

В результате получился металл с более высокой прочностью и долговечностью.

Испытания подтвердили, что новый сплав превосходит по характеристикам Ti-6Al-4V, оставаясь при этом значительно дешевле. Ведущий автор исследования Райан Брук подчеркнул: 

«3D-печать позволяет производить продукцию быстрее, менее затратно и более гибко, но мы всё ещё полагаемся на устаревшие сплавы, такие как Ti-6Al-4V, которые не позволяют в полной мере реализовать этот потенциал. Это все равно, что мы создали самолет и просто катались на нем по улицам».

По его словам, разработка стала именно тем скачком вперед, которого ждут промышленность и медицина.

«Нам удалось не только производить титановые сплавы с однородной структурой зерна, но и снизить затраты, сделав их при этом более прочными и пластичными», — отметил он.

Другой автор исследования, профессор Марк Истон, отметил, что для успешного внедрения потребуется объединить усилия ученых, производителей и компаний из смежных отраслей.

«Мы очень воодушевлены перспективами этого сплава, но для его вывода на рынок нужна слаженная работа всей цепочки поставок. Поэтому мы ищем партнеров, которые помогут нам на следующих этапах разработки», — сказал ученый.

Авторы уже подали предварительный патент на свое инновационное решение.