Les ingénieurs de l'Université Monash ont développé un nouvel alliage de titane imprimable en 3D dont la microstructure unique le rend extrêmement résistant. Non seulement il est plus résistant que la plupart des autres formes de titane, mais il possède la résistance spécifique la plus élevée de tous les métaux imprimés en 3D.
Les alliages de titane ont été appréciés dans l'industrie en raison de leur résistance et de leur poids relativement faible, ce qui les rend idéaux pour une utilisation dans les avions et autres véhicules. Mais il y a toujours place à l'amélioration, et l'alliage nouvellement développé par les chercheurs de l'Université Monash a non seulement une résistance plus élevée, mais parce qu'il est imprimé en 3D, il est plus facile à façonner dans n'importe quelle forme souhaitée.
L'équipe a commencé avec une technique d'impression 3D courante, utilisant un laser pour faire fondre un lit de métal en poudre, le faisant fondre couche par couche en un solide. Dans ce cas, le métal en poudre est l'alliage de titane bêta habituel. Ensuite, le matériau est traité thermiquement à des températures comprises entre 480 et 520 degrés (896 et 968 degrés F), ce qui crée une microstructure qui donne à l'alliage son incroyable résistance.
Le traitement provoque la sédimentation des particules de titane sous la forme de nanograins, qui fusionnent en structures « nanotwin », chacune avec un côté commun. Il s'agit du premier alliage de titane à présenter cette structure, ce qui le rend beaucoup plus résistant que les alliages de titane habituels.
Lors de tests, l'équipe a démontré que le nouvel alliage de titane a une résistance à l'allongement et à la traction supérieure à 1 600 MPa. Pour référence, la résistance la plus élevée de la plupart des alliages de titane commerciaux est d'environ 1000 MPa. Il s'agit également de la résistance spécifique la plus élevée de tous les autres alliages métalliques imprimés en 3D, a déclaré l'équipe.
Le professeur Huang Aijun, chercheur principal de l'étude, a déclaré : "Nos résultats fournissent une approche complètement nouvelle du renforcement par précipitation des alliages commerciaux qui peuvent être utilisés pour produire des pièces réelles avec des formes complexes pour des applications porteuses. Jusqu'à présent, cette application est n'est présent dans aucun alliage de titane. L'impression 3D associée à un traitement thermique simple signifie également des coûts de traitement nettement inférieurs par rapport à d'autres matériaux de résistance similaire.
Grâce à la recherche continue du personnel scientifique et technique, la technologie d'impression 3D et les matériaux d'impression 3D seront continuellement améliorés et améliorés, offrant des conditions pour le développement rapide de l'impression 3D.