Các kỹ sư của Đại học Monash đã phát triển một hợp kim titan có thể in 3D mới có cấu trúc vi mô độc đáo khiến nó trở nên siêu bền. Nó không chỉ mạnh hơn hầu hết các dạng titan khác mà còn có độ bền cụ thể cao nhất so với bất kỳ kim loại in 3D nào.
Hợp kim titan đã được đánh giá cao trong ngành công nghiệp do độ bền và trọng lượng tương đối thấp, làm cho chúng lý tưởng để sử dụng trong máy bay và các phương tiện khác. Nhưng luôn có chỗ để cải tiến và hợp kim mới được phát triển bởi các nhà nghiên cứu của Đại học Monash không chỉ có độ bền cao hơn, mà bởi vì nó được in 3D nên dễ dàng tạo hình thành bất kỳ hình dạng mong muốn nào.
Nhóm nghiên cứu bắt đầu với một kỹ thuật in 3D phổ biến, sử dụng tia laser để làm nóng chảy một lớp kim loại dạng bột, làm tan chảy từng lớp một thành một chất rắn. Trong trường hợp này, kim loại dạng bột là hợp kim titan beta thông thường. Tiếp theo, vật liệu được xử lý nhiệt ở nhiệt độ từ 480 đến 520 độ (896 và 968 độ F), tạo ra một cấu trúc vi mô mang lại cho hợp kim sức mạnh đáng kinh ngạc của nó.
Quá trình xử lý làm cho các hạt titan lắng lại với nhau dưới dạng hạt nano, kết hợp lại thành cấu trúc "nanotwin", mỗi hạt đều có một mặt chung. Đây là hợp kim titan đầu tiên thể hiện cấu trúc này, nó làm cho nó cứng hơn nhiều so với các hợp kim titan thông thường.
Trong các thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã chứng minh rằng hợp kim titan mới có độ giãn dài và độ bền kéo vượt quá 1.600 MPa. Để tham khảo, độ bền cao nhất của hầu hết các hợp kim titan thương mại là khoảng 1000 MPa. Đây cũng là độ bền cụ thể cao nhất của bất kỳ hợp kim kim loại in 3D nào khác, nhóm nghiên cứu cho biết.
Giáo sư Huang Aijun, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết: "Phát hiện của chúng tôi cung cấp một cách tiếp cận hoàn toàn mới để tăng cường kết tủa của các hợp kim thương mại có thể được sử dụng để sản xuất các bộ phận thực với hình dạng phức tạp cho các ứng dụng chịu lực. Cho đến nay, ứng dụng này là không có trong bất kỳ hợp kim titan nào. In 3D cùng với xử lý nhiệt đơn giản cũng có nghĩa là chi phí quy trình thấp hơn đáng kể so với các vật liệu khác có độ bền tương tự. "
Với sự nghiên cứu không ngừng của các cán bộ khoa học kỹ thuật, công nghệ in 3D và vật liệu in 3D sẽ không ngừng được cải tiến và hoàn thiện, tạo điều kiện cho ngành in 3D phát triển nhanh chóng.