Các nhà khoa học Australia, do GS Aijun Huang và TS Yuman Zhu thuộc Đại học Monash đã sử dụng phương pháp in 3D để điều chỉnh một cấu trúc vi mô mới. Đồng thời, khi tiến hành thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đạt được hiệu suất cơ học cao chưa từng có. Nghiên cứu được thực hiện với các hợp kim có sẵn trên thị trường và có thể được đưa vào khai thác sử dụng ngay không qua chế luyện đặc biệt. Bản báo cáo của công trình nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Materials

Giáo sư Huang cho biết, hợp kim titan đòi hỏi quá trình đúc và xử lý cơ nhiệt phức tạp để đạt được độ bền siêu cao cần thiết cho những ứng dụng quan trọng. Nhóm nghiên cứu phát hiện thấy, quy trình sản xuất phụ gia độc đáo có thể được khai thác để chế tạo các bộ phận siêu bền và ổn định nhiệt từ các hợp kim titan thương mại. Những sản phẩm thu được có thể được trực tiếp đưa vào khai thác sử dụng không cần các quá trình tôi luyện bổ sung".

 Cấu kiện titan được in bằng công nghệ 3D

"Sau quá trình xử lý sau nhiệt đơn giản trên sản phẩm hợp kim titan thương mại, độ giãn dài và độ bền kéo đạt được trên 1.600 MPa, độ bền riêng cao nhất trong số tất cả các kim loại in 3D cho đến nay. Nghiên cứu này mở đường cho khả năng chế tạo vật liệu kết cấu với các vi cấu trúc độc đáo và đặc tính tuyệt vời cho những ứng dụng đòi hỏi độ bền rất cao."

Trong thập kỷ qua, công nghệ in 3D đã mở ra một kỷ nguyên mới trong chế tạo kim loại do tính tự do trong thiết kế, có thể chế tạo hầu hết mọi chi tiết hình học.

Hợp kim titan hiện là thành phần kim loại in 3D hàng đầu cho ngành hàng không vũ trụ. Nhưng hầu hết các sản phẩm hợp kim titan thương mại, chế tạo bằng phương pháp in 3D không có các đặc tính thỏa mãn cho nhiều ứng dụng kết cấu, đặc biệt là độ bền không đủ ở nhiệt độ phòng và nhiệt độ cao trong điều kiện sử dụng khắc nghiệt.

GS Huang cho biết: "Phát hiện của chúng tôi cung cấp một cách tiếp cận hoàn toàn mới nhằm tăng cường độ bền vững trong các hợp kim thương mại, được sử dụng để sản xuất các cấu kiện với hình dạng phức tạp, có khả năng chịu lực cao. Phương pháp này vẫn chưa được thực hiện đối với bất kỳ hợp kim titan nào. Quy trình in 3D kết hợp với xử lý nhiệt đơn giản khiến chi phí cho quá trình sản xuất giảm rất lớn so với những hợp kim khác có độ bền tương tự."

Những phát hiện trong công trình này được kỳ vọng sẽ mang lại những hiểu biết cơ bản về các nguyên tắc của kỹ thuật tăng cường sức bền vật liệu và kỹ thuật biến vị trong lĩnh vực luyện kim.