Медь укрепила напечатанный на 3D-принтере титан
Успешные испытания сплавов титана и меди для 3D-печати, проведенные международной командой ученых, могут подтолкнуть развитие эффективных материалов для медицинских устройств, защитных и аэрокосмических систем.
В исследовании участвовали специалисты из Мельбурнского королевского технологического университета (RMIT), Организации по научным и производственным исследованиям Австралии (CSIRO), университетов Квинсленда и Огайо, сообщает phys.org. Его выводы представлены в журнале Nature.
Существующие титановые сплавы, используемые для аддитивного производства, часто охлаждаются и формируют колонные кристаллы при 3D-печати. Это делает продукт предрасположенным к растрескиванию и разрушению. В отличие от алюминия и других популярных металлов, для титана не продаются добавки, измельчающие зерно. Производители не могут эффективно менять микроструктуру материала для упрочнения.
Добавление меди решает эту проблему. По словам профессора Марка Истона (RMIT), сплав эффективно печатается без специального контроля или дополнительной обработки.
«Стоит отметить полностью равноосную зерновую структуру. Кристаллы одинаково растут во всех направлениях, формируя прочные связи. Колонны же ведут к появлению слабых точек, способствующих растрескиванию, — сказал специалист. – Сплавы с такой микроструктурой выдерживают большие нагрузки, реже формируют дефекты в процессе производства».
По мнению доктора Марка Гибсона (CSIRO), результаты предполагают, что аналогичным образом можно улучшать свойства других металлических систем.
«Сплавы титана и меди – один вариант. При использовании других добавок или тепловой обработки можно дополнительно улучшить их характеристики материалов, — сказал автор. – Метод применим для других элементов. Мы получим модифицированные материалы для аэрокосмической и биомедицинской сфер».
Новые продукты могут ускорить производство, позволить создавать более сложные детали, считает Гибсон.
«Они открывают возможность для изготовления новых титановых сплавов специально для 3D-печати», — сказал автор.
