Сверхпрочная деталь ракеты из титанового сплава может быть 3D

Международная группа исследователей выяснила, что сверхпрочный титановый сплав, ключевой материал во многих отраслях промышленности, можно напечатать на 3D-принтере.

Из-за своей чрезвычайной прочности по сравнению с весом титановые сплавы используются во всем аэрокосмическом, автомобильном, оборонном, биомедицинском и энергетическом секторах.

Но их сложно изготовить: для придания прочности требуется тщательное литье и термомеханическая обработка.

До настоящего времени.

В статье, опубликованной в журнале Nature Materials, описан процесс аддитивного производства (3D-печати) для изготовления коммерческого титанового сплава.

«Использование нового процесса на существующем материале всегда интересно для промышленности, потому что вы можете сразу же использовать его», — говорит старший автор профессор Айджун Хуанг, исследователь в области материаловедения и инженерии в Университете Монаша.

«Люди всегда обеспокоены тем, что сплав, напечатанный на 3D-принтере, будет не так хорош, как многие кованые сплавы, а иногда даже не так хорош, как литые сплавы.

«Поэтому попытка найти новый способ улучшить механические характеристики всегда является горячей темой для области 3D-печати».

Хуанг описывает новую технику изготовления «нанодвойникового» сплава как «очень простую».

Получайте обновления научных историй прямо на свой почтовый ящик.

Титановый порошок с частицами микрометрового размера обжигается до определенной формы с помощью метода 3D-печати, называемого сплавлением в слое лазерного порошка.

Затем печатный материал подвергается термообработке при температуре 480°C.

Полученный материал имеет предел прочности на разрыв более 1600 мегапаскалей, что делает его самым прочным из известных металлов, напечатанных на 3D-принтере. (Для сравнения: прочность некоторых из самых прочных титановых сплавов, не напечатанных на 3D-принтере, составляет около 2000 мегапаскалей.)

Хуан говорит, что новый процесс может быть немедленно использован в промышленности, «особенно в аэрокосмической, космической и оборонной промышленности».

«Многие люди заинтересованы в разработке новых материалов с помощью 3D-печати, что всегда интересно», — говорит Хуанг.

«Но в отрасли не любят новые материалы. Процесс утверждения новых материалов очень утомителен и очень дорог.

«Мы работали над коммерческим сплавом, который уже доступен».

Первоначально опубликовано Cosmos под названием «Как напечатать на 3D-принтере сверхпрочный титановый компонент ракеты».

Эллен Фиддиан — научный журналист Cosmos. Она имеет степень бакалавра (с отличием) в области химии и научных коммуникаций, а также степень магистра в области научной коммуникации, полученные в Австралийском национальном университете.

Никогда еще не было более важного времени, чтобы объяснять факты, ценить научно обоснованные знания и демонстрировать последние научные, технологические и инженерные достижения. «Космос» издается Королевским институтом Австралии, благотворительной организацией, призванной связывать людей с миром науки. Финансовые взносы, большие или маленькие, помогают нам обеспечить доступ к достоверной научной информации в то время, когда мир в ней больше всего нуждается. Пожалуйста, поддержите нас, сделав пожертвование или купив подписку сегодня.