A Monash Egyetem mérnökei egy új, 3D-ben nyomtatható titánötvözetet fejlesztettek ki, amelynek egyedi mikroszerkezete rendkívül erőssé teszi. Nemcsak erősebb, mint a titán legtöbb más formája, hanem a 3D nyomtatott fémek közül a legnagyobb fajlagos szilárdsággal rendelkezik.
A titánötvözeteket erősségük és viszonylag kis súlyuk miatt nagyra értékelik az iparban, így ideálisak repülőgépekben és más járművekben való használatra. De mindig van hova fejlődni, és a Monash Egyetem kutatói által újonnan kifejlesztett ötvözet nem csak nagyobb szilárdságú, de mivel 3D-s nyomtatással készült, könnyebben tetszőleges formára formázható.
A csapat egy elterjedt 3D nyomtatási technikával kezdte, lézerrel egy porított fémágyat olvasztott meg, és rétegről rétegre olvasztotta szilárd anyaggá. Ebben az esetben a porított fém a szokásos béta-titánötvözet. Ezután az anyagot 480 és 520 fok (896 és 968 fok F) közötti hőmérsékleten hőkezelik, ami olyan mikrostruktúrát hoz létre, amely az ötvözet hihetetlen szilárdságát adja.
A kezelés hatására a titán részecskék nanoszemcsék formájában leülepednek, amelyek "nanotwin" struktúrákká egyesülnek, mindegyiknek közös oldala van. Ez az első titánötvözet, amely ilyen szerkezetet mutat, ami sokkal erősebbé teszi, mint a szokásos titánötvözetek.
A tesztek során a csapat bebizonyította, hogy az új titánötvözet nyúlása és szakítószilárdsága meghaladja az 1600 MPa-t. Referenciaként a legtöbb kereskedelmi forgalomban lévő titánötvözet legnagyobb szilárdsága 1000 MPa körül van. A csapat szerint ez a legnagyobb fajlagos szilárdság minden más 3D-nyomtatott fémötvözet közül.
Huang Aijun professzor, a tanulmány vezető kutatója a következőket mondta: "Eredményeink teljesen új megközelítést kínálnak a kereskedelmi ötvözetek csapadékos szilárdítására vonatkozóan, amelyek felhasználhatók a teherhordó alkalmazásokhoz szükséges, összetett formájú valódi alkatrészek előállítására. Eddig ez az alkalmazás nincs jelen egyetlen titánötvözetben sem. Az egyszerű hőkezeléssel párosuló 3D nyomtatás lényegesen alacsonyabb eljárási költségeket is jelent más, hasonló erősségű anyagokhoz képest."
A tudományos és műszaki személyzet folyamatos kutatásával a 3D nyomtatási technológia és a 3D nyomtatási anyagok folyamatosan fejlesztik és fejlesztik, megteremtve a feltételeket a 3D nyomtatás gyors fejlődéséhez.