Новый 3D-печатный титановый сплав: прочнее и дешевле в производстве

Образец нового 3D-печатного титана. Автор: RMIT University

Инженеры из Университета RMIT разработали новый тип 3D-печатного титана, который примерно на треть дешевле традиционных титановых сплавов.

Команда использовала более доступные и дешёвые альтернативные материалы для замены дорожающего ванадия.

Университет уже подал заявку на временный патент для этой инновационной технологии, которая также была опубликована в журнале Nature Communications. Исследователи рассматривают коммерческие возможности применения этого подхода в аэрокосмической отрасли и производстве медицинских устройств.

Райан Брук, ведущий автор исследования и кандидат наук из Центра аддитивного производства RMIT (RCAM), заявил, что тесты нового сплава показали повышенную прочность и производительность по сравнению со стандартными 3D-печатными титановыми сплавами (Ti-6Al-4V).

«3D-печать позволяет быстрее, с меньшими отходами и более гибко производить детали, но мы до сих пор полагаемся на устаревшие сплавы вроде Ti-6Al-4V, которые не раскрывают весь потенциал технологии. Это как если бы мы изобрели самолёт, но продолжали ездить на нём по дорогам», — пояснил Брук.

Новое исследование описывает экономичный метод подбора элементов для сплавов, который учитывает возможности современных технологий 3D-печати. Разработанная методика позволяет прогнозировать структуру зерна металлических сплавов при аддитивном производстве.

Результаты впечатляют: новый сплав (точный состав которого не раскрывается по коммерческим причинам) на 29% дешевле в производстве, чем стандартный титан. Кроме того, он печатается более равномерно, избегая столбчатых микроструктур, которые приводят к неравномерным механическим свойствам в некоторых 3D-печатных сплавах.

«Разработав более экономичную формулу, которая исключает эту столбчатую микроструктуру, мы решили две ключевые проблемы, мешающие широкому внедрению 3D-печати», — отметил Брук.

Соавтор исследования профессор Марк Истон добавил, что RCAM активно ищет партнёров для дальнейшего развития технологии:

«Мы очень воодушевлены перспективами этого нового сплава, но для успеха нужна команда из всей цепочки поставок. Поэтому мы ищем партнёров, которые помогут нам на следующих этапах разработки».

Образцы были изготовлены и протестированы в передовом Центре передового производства RMIT.

Дополнительная информация: Ryan Brooke et al, Compositional criteria to predict columnar to equiaxed transitions in metal additive manufacturing, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-60162-0

Источник: RMIT University