主要チームが Science 誌に新たな論文を発表しました。 3D プリントにおける「一石二鳥」アプローチ

出典：重慶大学

3Dプリントの開発を推進する過程で、重慶大学の科学研究チームは新たな成果を達成しました。最近、オーストラリアのクイーンズランド大学材料科学工学部とデンマーク工科大学の共同研究チームが「二重機能合金設計による超均一、高強度、可塑性の3Dプリントチタン合金の実現」と題する論文をサイエンス誌に発表し、「一石二鳥」の合金設計戦略を提案し、さまざまな金属粉末原料、可変印刷合金システム、さまざまな3D印刷技術、高度なマルチマテリアル印刷の探求への道を開いた。

重慶大学はこれまで、材料科学分野の論文6本を『サイエンス』と『ネイチャー』誌に発表している。

△論文掲載ページ近年、3Dプリンティングは新しい技術として人々の目に頻繁に登場しています。金属 3D 印刷プロセスには通常、複数の物理的および冶金的現象が関与しており、印刷されたコンポーネントに複雑な微細構造と多様な機械的特性が与えられます。「3Dプリントの過程で、金属は粗い柱状結晶と不均一に分散した相を形成することが多い。このような組織構造は、プリントされた部品の機械的特性が不均一になるだけでなく、部品の機械的特性も低下させる」。研究の本来の意図について、重慶大学材料科学工学部の黄暁旭教授は、この共同研究の当初のアイデアは「一石二鳥」の合金設計戦略を模索し、3Dプリントを通じて直接、優れた性能と均一性を備えたチタン合金を得ることだったと語った。

黄暁旭氏は、チタン合金は現在最も広く使用されている金属3Dプリント材料の1つであると紹介した。室温でのエンジニアリング用途では、適切なチタン合金は通常、10% ～ 25% の引張伸びを示し、これは材料の信頼性が高いことを示しています。しかし、金属材料加工における従来の製造技術や積層造形技術では、強度と延性のバランスを常に考慮する必要があります。

△Moナノ粒子の添加により、3DプリントされたTi-5553合金の機械的特性と均一性が大幅に向上しました。「一石二鳥」の合金設計戦略において、研究者は微細構造を効果的に制御することで、高強度、高可塑性、均一な性能を備えたチタン合金のプリントに成功しました。その降伏強度は926MPaに達し、破断時の伸びは26％で、強度と可塑性の優れた一致を実現しました。

同時にサイエンス誌のレビュー記事では、この方法は他の粉末混合物の3Dプリントにも応用でき、特性を強化したさまざまな合金をカスタマイズできると指摘されていると報じられている。業界関係者によると、この戦略は印刷された状態での強度と延性のバランスも克服し、印刷後の処理の必要性を最小限に抑える。これらの利点は、3Dプリントの分野で新たな研究ブームを引き起こすだろう。

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adj0141

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