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新型钛合金突破深圳3D打印技术瓶颈:成本降低33%,强度与性能提升


2025年8月7日,澳大利亚皇家墨尔本理工大学(RMITUniversity)开发的新型钛合金展现出降低生产成本、增强材料强度及推动3D打印技术革新的潜力。该校研究团队成功研制出适用于3D打印工艺的新型钛基材料,其生产成本较当前主流钛合金(如Ti-6Al-4V)降低约33%。

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研究团队通过引入成本更低、供应更稳定的替代元素,成功替换了传统钛合金中高成本的钒元素。相关研究成果已发表于《自然·通讯》(NatureCommunications),RMIT大学已提交临时专利申请,并正积极推进该合金在航空航天、医疗设备等领域的商业化应用探索。

该项研究的第一作者、RMIT增材制造中心(RCAM)博士生RyanBrooke指出,相较于传统3D打印钛合金(Ti-6Al-4V),新型合金在强度和综合性能上均实现显著提升。RyanBrooke近期获得RMIT研究转化奖学金,致力于推动该技术向商业化阶段迈进。他强调,3D打印钛合金领域亟需突破性技术进展。

“3D打印技术具备生产效率高、材料利用率高、定制化能力强等优势,但目前行业仍过度依赖Ti-6Al-4V等传统合金,未能充分释放3D打印的技术潜力。这就像我们造出了飞机,却仅将其作为街道上的汽车使用。”他补充道,“新型钛合金及其他创新合金将助力行业真正突破3D打印的技术边界,而本研究提出的新型合金设计框架,正是向这一目标迈进的关键一步。”

该设计框架通过优化工艺参数,使金属打印件的微观组织更均匀,有效避免了传统3D打印合金中常见的柱状晶结构——此类结构易导致材料机械性能分布不均。RyanBrooke表示:“通过开发更具成本效益的材料配方,并消除柱状晶结构问题,我们成功解决了制约3D打印技术大规模应用的两大核心痛点。”

他近期完成了澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)ONPrime项目的市场验证环节,与航空航天、汽车及医疗科技领域的行业代表深入交流,了解其实际需求。“通过与终端用户的沟通,我明确认识到,新型合金要进入市场,其优势不能仅是渐进式改进,而必须是跨越式提升——这正是本研究取得的核心成果。”他强调,“我们不仅成功制备出具有均匀等轴晶结构的钛合金,还在降低成本的同时,同步提升了材料的强度和延展性。”

该项研究的通讯作者、MarkEaston教授指出,RMIT增材制造中心正积极构建新的产业合作关系,以推动该技术的深度开发。“我们对新型合金的市场前景充满信心,但其商业化成功需要供应链各环节的协同努力。因此,我们正积极寻求产业合作伙伴,为下一阶段的技术开发提供战略指导。”他补充道。相关样品的制备与性能测试均在RMIT大学先进的制造园区内完成。



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