澳大利亞團(tuán)隊用廉價鈦粉3D打印出超強(qiáng)鈦合金，或改變多領(lǐng)域材料應(yīng)用格局

8月7日，澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)（RMIT）的工程師團(tuán)隊在材料領(lǐng)域取得重大突破，成功開發(fā)出一種創(chuàng)新的3D打印鈦合金。該材料在保持鈦合金固有高強(qiáng)度與優(yōu)異耐腐蝕性的基礎(chǔ)上，顯著降低了生產(chǎn)成本，為鈦合金的規(guī)模化應(yīng)用開辟了新路徑。這一研究成果已發(fā)表于國際權(quán)威期刊《自然·通訊》，并已申請臨時專利。

鈦合金憑借其優(yōu)異的強(qiáng)度重量比和耐腐蝕性能，已成為航空航天和醫(yī)療器械等領(lǐng)域不可或缺的關(guān)鍵材料。然而，在3D打印應(yīng)用中廣泛采用的鈦合金（如Ti-6Al-4V）因含有價格昂貴的釩元素，導(dǎo)致成本居高不下，這在很大程度上制約了其大規(guī)模推廣。此次新型3D打印鈦合金材料的成功研發(fā)，為突破該成本瓶頸提供了新的技術(shù)路徑。

澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)（RMIT）與聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（CSIRO）的研究團(tuán)隊取得了一項關(guān)鍵突破：他們成功開發(fā)出一種能夠利用低成本、非球形鈦粉作為原料的3D打印工藝，制造出結(jié)構(gòu)更致密、性能更優(yōu)異的鈦合金部件。其核心技術(shù)包括兩大創(chuàng)新：

首先，他們采用了一種特殊的粉末配方，在鈦粉中精準(zhǔn)添加了廉價的氧和鐵元素——這兩種元素在傳統(tǒng)鈦合金制備中通常被視為有害雜質(zhì)。然而，研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，在特定的打印參數(shù)下，它們反而能夠有效提升材料性能。

其次，他們優(yōu)化了增材制造工藝，通過調(diào)整激光熔融策略，在逐層打印過程中促使氧、鐵與鈦原子形成均勻而穩(wěn)定的微觀結(jié)合，從而在合金內(nèi)部生成一種類似于“天然增強(qiáng)骨架”的精細(xì)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)顯著提高了材料的致密性和力學(xué)強(qiáng)度，使*終成形的部件兼具*的堅固性與經(jīng)濟(jì)性。

這項突破性研究的意義是巨大的：

降低成本，提高可及性：利用更便宜的非球形鈦粉，可以大幅降低鈦合金產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，這對于航空航天、汽車制造和醫(yī)療器械等行業(yè)來說，無疑是一個巨大的福音。

提升性能，拓展應(yīng)用：更堅固、更耐用的鈦合金，可以用于制造更輕量、更安全的飛機(jī)部件，更耐用的醫(yī)療植入物（如人工關(guān)節(jié)），甚至是性能更強(qiáng)的汽車引擎部件。

推動增材制造技術(shù)發(fā)展：這項技術(shù)為3D打印帶來了新的思路，證明了即使是“不*”的原材料，也能通過創(chuàng)新的工藝，制造出性能*的*終產(chǎn)品，為未來3D打印技術(shù)的發(fā)展打開了更多可能性。

當(dāng)然，從實驗室的成功到大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用，還需要解決一些問題，比如如何確保批量生產(chǎn)時產(chǎn)品性能的一致性，以及如何進(jìn)一步優(yōu)化工藝以適應(yīng)不同的產(chǎn)品需求。但這項來自澳大利亞的突破，已經(jīng)為我們描繪了一個充滿希望的未來——一個鈦合金不再是奢侈品，而是能被廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域，為人類生活帶來更多便利和安全的時代。

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