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[交流] 低成本、高强度的新型3D打印钛合金问世

低成本、高强度的新型3D打印钛合金问世
2025-08-05 来源：中国科学报王体瑶【字体：大中小】语音播报
澳大利亚皇家墨尔本理工大学的一个工程师团队开发出一种突破性的3D打印钛合金。它比传统标准合金强度更高、延展性更好，且生产成本降低近30%。他们使用廉价易得的材料替代了日渐昂贵的钒，并就这种创新方法提交了临时专利申请。该团队正考虑在航空航天和医疗器械行业寻找应用它的商业机会。相关研究近日发表于《自然-通讯》。

论文第一作者、皇家墨尔本理工大学的Ryan Brooke称，测试表明他们开发的合金在强度和性能上都优于标准3D打印钛合金（Ti-6Al-4V），“3D打印钛合金领域的创新时机已到”。

“3D打印可以实现速度更快、浪费更少、定制化程度更高的生产，人们却还在依赖Ti-6Al-4V这样的传统合金。这无法充分发挥3D打印的潜力，就像造了一架飞机却让它在地上跑一样。”Brooke说，“新型钛合金等合金将使我们真正突破3D打印的潜力边界，而该研究所描述的新合金设计框架正是在这个方向迈出的重要一步。”

研究团队概述了一种省时省钱的合金元素选择方法，能够充分利用新兴的3D打印技术。这项工作为预测增材制造中金属合金的打印晶粒结构提供了更清晰的框架，并取得了显著成果，让该团队的钛合金生产成本比标准钛合金低了29%。

这一设计框架也使金属的打印更为均匀，避免了在某些3D打印合金中出现机械性能不均的柱状微观结构。

“通过开发一种更划算且能够避免这种柱状微观结构的配方，我们解决了阻碍3D打印广泛应用的两个关键问题。”Brooke说。

研究团队近期完成了市场验证，与航空航天、汽车和医疗技术行业的代表讨论了他们的需求。论文通讯作者、皇家墨尔本理工大学的Mark Easton表示，团队正致力于建立新的合作，以进一步开发这项技术。

“我们对这种新合金的前景感到非常兴奋，但它的成功需要整个供应链的协作。因此，我们正寻找合作伙伴，为下一阶段的开发与推广提供指导。”Easton说。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-025-60162-0

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1楼2025-08-05 10:09:37

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