Credito:Monash University
Un primo studio al mondo condotto dagli ingegneri della Monash University ha dimostrato come le tecniche di stampa 3D all'avanguardia possono essere utilizzate per produrre una lega di titanio commerciale ultra resistente, un significativo balzo in avanti per i settori aerospaziale, spaziale, della difesa, dell'energia e biomedico.
I ricercatori australiani, guidati dal professor Aijun Huang e dal dottor Yuman Zhu della Monash University, hanno utilizzato un metodo di stampa 3D per manipolare una nuova microstruttura. In tal modo, hanno raggiunto prestazioni meccaniche senza precedenti.
Questa ricerca, pubblicata su Nature Materials , è stato effettuato su leghe disponibili in commercio e può essere applicato immediatamente.
"Le leghe di titanio richiedono una fusione complessa e una lavorazione termomeccanica per ottenere le elevate resistenze richieste per alcune applicazioni critiche. Abbiamo scoperto che la produzione additiva può sfruttare il suo esclusivo processo di produzione per creare parti ultra resistenti e termicamente stabili in leghe di titanio commerciali, che possono essere implementate direttamente in servizio", afferma il professor Huang.
"Dopo un semplice trattamento post-termico su una lega di titanio commerciale, si ottengono allungamenti adeguati e resistenze alla trazione superiori a 1.600 MPa, la più alta resistenza specifica tra tutti i metalli stampati in 3D fino ad oggi. Questo lavoro apre la strada alla fabbricazione di materiali strutturali con microstrutture uniche e proprietà eccellenti per ampie applicazioni."
Nell'ultimo decennio, la stampa 3D ha aperto una nuova era nella fabbricazione dei metalli grazie alla sua libertà di progettazione che può fabbricare quasi tutte le parti geometriche.
Le leghe di titanio sono attualmente i principali componenti metallici stampati in 3D per l'industria aerospaziale. Tuttavia, la maggior parte delle leghe di titanio disponibili in commercio realizzate mediante stampa 3D non hanno proprietà soddisfacenti per molte applicazioni strutturali, in particolare la loro resistenza inadeguata a temperatura ambiente e temperature elevate in condizioni di servizio difficili.
"I nostri risultati offrono un approccio completamente nuovo al rafforzamento delle precipitazioni nelle leghe commerciali che possono essere utilizzate per produrre componenti reali con forma complessa per applicazioni portanti. Questa applicazione è ancora assente per tutte le leghe di titanio fino ad oggi", afferma il professor Huang.
"La stampa 3D e il semplice trattamento termico significano anche che il costo del processo è notevolmente ridotto rispetto ad altri materiali con resistenza simile."
I risultati di questo lavoro dovrebbero portare a intuizioni fondamentali sui principi dell'ingegneria del rafforzamento e della dislocazione nel campo della metallurgia fisica. + Esplora ulteriormente
