Інженери з RMIT University розробили новий вид 3D-друкованого титану, який приблизно на одну третину дешевший, ніж традиційні сплави, такі як Ti-6Al-4V. У складі новинки дорожчий ванадій було замінено на більш доступні елементи, в результаті чого вдалося досягти підвищеної міцності та поліпшеної пластичності. Основною перевагою є уникнення колончастої мікроструктури, яка часто призводить до анізотропності адитивних металів. Університет вже подав тимчасову заявку на патент і активно шукає промислових партнерів; економія витрат на друк може досягати 29%.
Наукову основу роботи описано в журналі Nature Communications. Команда RMIT запропонувала compositional criteria - набір показників, що дозволяє ще на етапі підбору легувальних елементів передбачити перехід від колончастої до рівнозернистої структури (CET) під час металевого 3D-друку. Дослідники порівняли параметри P (*constitutional supercooling parameter), Q (фактор обмеження росту) та ΔTs (діапазон твердіння) на прикладах систем Ti-Fe, Ti-Cu, Ti-Cu-Fe та Ti-Mo (метод DED-LB) і показали, що найнадійнішим предиктором рівнозернистості в адитивному виробництві є саме P. Це відкриває шлях до раціонального легування та стабільних механічних властивостей без надмірної післяобробки.
В RMIT акцентують увагу на можливостях нової технології в авіакосмічному та медичному секторах: економічні порошки та контрольована мікроструктура дозволяють знизити витрати на виготовлення компонентів і прискорити процес їх сертифікації. Зразки були створені та протестовані в Науково-дослідному центрі передових виробництв університету.
Для космічної техніки критичні маса, надійність і терміни виробництва. Дешевший і міцніший 3D-друкований титан спрощує виготовлення топологічно оптимізованих елементів -- від кріплень і панелей приладів до корпусів мікродвигунів і оптичних платформ. Рівнозерниста структура означає більш однорідні властивості, що корисно під час вібраційних навантажень, термоциклів та збірки точних інструментів. Це може знизити вартість місій і прискорити оновлення наукових інструментів на орбіті та в глибокому космосі.
Новий 3D-друкований титановий сплав від RMIT -- лише перший крок до справжньої фабрики на орбіті. Хочете зрозуміти, як 3D-друк працює у невагомості, чому він критично важливий для оперативного ремонту супутників, будівництва місячних баз із реголіту та майбутньої колонізації Марса? Читайте детальні пояснення у матеріалі "Як працює 3D-друк у космосі та як він допоможе колонізувати Місяць і Марс".
#Космічний простір #Природний супутник #Титан #Патент #Надійність конструкції #Реголіт #Оптика #Космічний корабель #Орбіта #Вібрація #Університет RMIT #3D-друк #Сплав #Ванадій #Механічні властивості матеріалу #Порошок #Колонізація Марса #Невагомість
