Barres en titane-cuivre imprimées en 3D avec de la poudre de titane et de la poudre de cuivre. Crédit :Université RMIT
Des essais réussis d'alliages titane-cuivre pour l'impression 3D pourraient lancer une nouvelle gamme d'alliages hautes performances pour les dispositifs médicaux, applications de défense et aérospatiales.
Les alliages de titane actuels utilisés dans la fabrication additive refroidissent et se lient souvent en cristaux en forme de colonne pendant le processus d'impression 3D, les rendant sujettes à la fissuration ou à la distorsion.
Et contrairement à l'aluminium ou à d'autres métaux couramment utilisés, il n'existe aucun raffineur de grain commercial pour le titane que les fabricants puissent utiliser pour affiner efficacement la microstructure afin d'éviter ces problèmes.
Mais maintenant un nouvel alliage de titane avec du cuivre, dévoilé aujourd'hui à La nature , semble avoir résolu ce problème.
Le professeur Mark Easton de la School of Engineering de l'Université RMIT a déclaré que leur alliage titane-cuivre était imprimé avec des "propriétés exceptionnelles" sans aucun contrôle de processus spécial ni traitement supplémentaire.
« Il convient de noter en particulier sa structure de grain entièrement équiaxe :cela signifie que les grains de cristal s'étaient développés de manière égale dans toutes les directions pour former une forte liaison, au lieu de colonnes, ce qui peut conduire à des points faibles susceptibles de se fissurer."
"Les alliages avec cette microstructure peuvent résister à des forces beaucoup plus élevées et seront beaucoup moins susceptibles d'avoir des défauts, comme le craquement ou la distorsion, lors de la fabrication, ", a déclaré Easton.
L'imprimante 3D Trumpf utilisée dans les expériences à l'Advanced Manufacturing Precinct de l'Université RMIT. Crédit :Université RMIT
Le projet collaboratif a impliqué des chercheurs de premier plan dans le domaine de la composition des alliages et de la microstructure des grains de l'Université RMIT, CSIRO, l'Université du Queensland et l'Ohio State University.
Chercheur principal principal du CSIRO, Dr Mark Gibson, ont déclaré que leurs résultats suggèrent également que des systèmes métalliques similaires pourraient être traités de la même manière pour améliorer leurs propriétés.
"Les alliages titane-cuivre sont une option, en particulier si l'utilisation d'autres éléments d'alliage supplémentaires ou des traitements thermiques peuvent être employés pour améliorer encore les propriétés, " il a dit.
"Mais il existe également un certain nombre d'autres éléments d'alliage susceptibles d'avoir des effets similaires. Ceux-ci pourraient tous avoir des applications dans les industries aérospatiale et biomédicale."
Gibson a déclaré que la nouvelle génération d'alliages pourrait augmenter les taux de production des fabricants et permettre la fabrication de pièces plus complexes.
"En général, il ouvre la possibilité de développer une nouvelle gamme d'alliages à base de titane spécifiquement développés pour l'impression 3D aux propriétés exceptionnelles, " il a dit.
"C'est un délice, comme c'est ma chance depuis quelque temps, travailler sur un projet aussi intéressant et important que celui-ci avec un groupe de scientifiques aussi talentueux."
