「自然」3Dプリント技術が新たなチタン合金を生み出す

「自然」3Dプリント技術が新たなチタン合金を生み出す
出典:科技日報

オーストラリアのRMIT大学やシドニー大学を含む国際研究チームは、合金化と3Dプリントのプロセスを組み合わせて、張力に強く脆くない新しいチタン合金を開発した。ネイチャー誌の最新号に掲載されたこの画期的な成果は、航空宇宙、生物医学、化学工学、宇宙およびエネルギー技術での使用に向けた、より持続可能で高性能な新しい種類のチタン合金の開発に期待が持てる。



新しいチタン合金は、それぞれ特定の原子配列に対応する α チタン相と β チタン相と呼ばれる 2 つのチタン結晶の混合物で構成されています。酸素と鉄は、α-チタン相とβ-チタン相の最も強力な安定剤および強化剤であり、豊富で安価です。

しかし研究者たちは、従来の製造プロセスでは強靭なアルファベータ型チタン酸化物鉄合金の開発が2つの課題によって妨げられていることを発見した。課題の 1 つは、酸素によってチタンが脆くなることです。もう 1 つの課題は、鉄を加えると深刻な冶金上の欠陥が生じ、ベータチタンの大きな塊が形成される可能性があることです。

研究チームは、レーザー指向性エネルギー堆積法を用いて金属粉末から合金を印刷しました。これは、大型で複雑な部品の製造に適した 3D 印刷プロセスです。彼らは合金設計コンセプトと 3D 印刷プロセス設計を組み合わせて、強度、延性、印刷のしやすさを兼ね備えた一連の合金を特定しました。

主な推進要因は、α-チタン相とβ-チタン相内および相間の酸素原子と鉄原子の独特な分布です。研究者らは、強固な高酸素セグメントと延性のある低酸素セグメントを持つαチタン相にナノスケールの酸素勾配を設計し、局所的な原子結合を制御して脆化の可能性を低減できるようにしました。

研究チームによれば、新しい合金の魅力的な特性は市販の合金のそれに匹敵するという。

シドニー大学副学長のサイモン・リング教授は、この研究により、広範囲に調整可能な機械的特性、高い製造性、大幅な排出量削減の可能性を備えた新しいチタン合金システムが実現し、同様のシステムの材料設計への知見も得られたと語った。

研究者らは、研究チームが循環型経済の考え方を設計に取り入れ、産業廃棄物や低品質の材料から新しいチタン合金を生産できるという希望を生み出したと述べた。さらに、酸素脆化はチタンだけでなく、ジルコニウム、ニオブ、モリブデンやそれらの合金などの他の重要な金属にとっても重大な冶金上の課題です。この新たな研究は、3D プリントと微細構造設計を通じてこれらの酸素脆化の問題を軽減するためのテンプレートを提供する可能性があります。


論文リンク: https://www.nature.com/articles/d41586-023-01360-y

<<:  複合材料メーカーのエアテックはインド市場への進出を目指し、2023年にインドに新工場を開設予定

>>:  湖南大学のハン・シャオシャオ率いる研究グループ:新しい光散乱抑制メカニズムにより、高忠実度光硬化性生物3Dプリントが可能に

推薦する

3Dプリントされたスマート電気自動車のプロトタイプ検証、レッドドット賞に選出

出典: Future Factory 3D Printing生活水準の向上に伴い、自動車は何千もの家...

最初の3Dスキャン株であるスキャンテックが正式に上場し、終値は100元で、ほぼ200%増加しました。

南極熊の紹介:中国初の3Dスキャン株が科学技術イノベーションボードに正式に登場し、株価が2倍近く急騰...

大型K98高速発光文字シェル3Dプリンターが正式に発売

発光キャラクターは、すでに大都市でかなり人気があり、中小都市でも急速に発展しています。当社は、さまざ...

3Dプリント技術の教育業界への影響と応用

3Dプリンティングは積層造形とも呼ばれ、試作品や金型を必要としません。従来の積層造形法と比べ、コン...

Google が 3D モデル プラットフォーム Poly をリリース、VR/AR コンテンツは爆発的な成長をもたらすか?

VR および AR 業界が現在直面している課題は、ハードウェアのアップグレードの遅れに加え、コンテ...

研究者らはデスクトップ3Dプリンターから発生するガスが健康に及ぼす影響を報告

この投稿は Bingdunxiong によって 2024-1-3 13:40 に最後に編集されました...

マイルストーン! NASA、初の3Dプリント製バイメタルロケット部品のテストに成功

世界最大手の金属3Dプリント企業であるNASAにとって、金属製ロケット部品のプリントとテストはもはや...

スターバックスの2番目の「リザーブコーヒーロースタリー」が上海にオープン、環境に優しい3Dプリントティーバーを併設

スターバックスの米国外初となるリザーブ・ロースタリーが火曜日に上海で正式にオープンした。この「スーパ...

第5回中国付加製造医療機器イノベーション開発会議には多くの専門家や学者が出席した。

2023年4月22日、上海緑地ホテルで「第5回中国付加製造医療機器イノベーション開発会議」と「第5...

3D Systems と Stratasys に春が来るのか?

2016年第1四半期には、3D SystemsやStratasysに代表されるいくつかの3Dプリン...

プロクライム、口腔細菌と戦う3Dプリントマウスピースを搭載した口腔衛生機器を発売

2024年1月、アンタークティック・ベアは、予防医療企業プロクライムが、3Dプリントされたマウスピ...

高性能FDM 3Dプリントベニア:適度な接着性、自由な切断、さまざまな材料との互換性

アンタークティック・ベア、2017 年 4 月 18 日 / アメリカの企業 GeckoTek は最...

ポリメーカーが新しいパンクロマとファイバーオンフィラメント製品ラインを発売

この投稿は Bingdunxiong によって 2024-7-16 16:48 に最後に編集されまし...