澳大利亞團隊開發出一種新型3D打印鈦合金

澳大利亞皇家墨爾本理工大學的一個工程師團隊開發出一種突破性的3D打印鈦合金，它比傳統標準合金強度更高、延展性更好，且生產成本降低近30%。他們使用廉價易得的材料替代了日漸昂貴的釩，并就這種創新方法提交了臨時專利申請，相關研究近期發表于《自然-通訊》。該團隊正考慮在航空航天和醫療器械行業開發這種低成本新方法的商業機會。

論文第一作者、皇家墨爾本理工大學增材制造中心的博士生Ryan Brooke稱，測試表明他們的合金在強度和性能上都優于標準3D打印鈦合金（Ti-6Al-4V）。他表示，3D打印鈦合金領域的創新時機已到。

“3D打印可以實現速度更快、浪費更少、定制化程度更高的生產，人們卻還在依賴Ti-6Al-4V這樣的傳統合金。這無法充分發揮3D打印的潛力，就像造了一架飛機卻讓它在地上跑一樣。”他說，“新型鈦合金等合金將使我們能夠真正突破3D打印的潛力邊界，而本項研究所描述的新合金設計框架正是在這個方向邁出的重要一步。”

這項研究概述了一種省時省錢的合金元素選擇方法，能夠充分利用新興的3D打印技術。這項工作為預測增材制造中金屬合金的打印晶粒結構提供了更清晰的框架，并取得了令人矚目的成果，讓該團隊的合金生產成本比標準鈦合金低了29%。

這一設計框架也使金屬的打印更為均勻，避免了在某些3D打印合金中造成機械性能不均的柱狀微觀結構。

“通過開發一種更劃算的、且能夠避免這種柱狀微觀結構的配方，我們解決了阻礙3D打印廣泛應用的兩個關鍵挑戰。”Brooke說。

他近期從一項項目中完成了市場驗證，與航空航天、汽車和醫療技術行業的代表討論了他們的需求。“我從終端用戶那里清楚聽到的是，要將新合金推向市場，其優勢不能僅僅是微小的漸進式改進，而必須是全面的飛躍，而這正是我們所實現的。”

論文通訊作者Mark Easton教授表示，RCAM正致力于建立新的合作，以進一步開發這項技術。“我們對這種新合金的前景感到非常興奮，但它的成功需要整個供應鏈團隊的協作。因此，我們正在尋找合作伙伴，為下一階段的開發提供指導。”

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-025-60162-0