Tạo ra hợp kim titan mạnh nhất từ công nghệ in 3D

Nhóm của Đại học Monash tạo ra một bước tiến nhảy vọt trong sản xuất hàng không vũ trụ, quốc phòng và năng lượng.
Tạo ra hợp kim titan mạnh nhất từ công nghệ in 3D
Các bộ phận tròn titan in 3D. Nguồn: internet

Các kỹ sư tại Đại học Monash, trong một nghiên cứu đầu tiên trên thế giới, đã chứng minh cách in 3D có thể tạo ra hợp kim titan thương mại siêu bền. Điều này cũng đã được báo cáo trong một bài báo trước đó về Hợp kim titan in 3D. Đây là một bước tiến thực sự cho các ngành công nghiệp hàng không vũ trụ, quốc phòng, năng lượng và y sinh.

Các nhà nghiên cứu từ Australia, dẫn đầu là Giáo sư Aijun Huang và Tiến sĩ Yuman Zhu, cả hai đều thuộc Đại học Monash, đã chế tác một cấu trúc vi mô mới, thông qua phương pháp in 3D. Kết quả là đạt được hiệu suất cơ học chưa từng có.

Một trong những lợi ích chính của nghiên cứu này là công việc được thực hiện trên các hợp kim thương mại có sẵn và có thể được sử dụng ngay lập tức. Đây là một kết quả tích cực trên phạm vi rộng.

Tiến sĩ Huang cho biết trong một tuyên bố: “Các hợp kim titan đòi hỏi quá trình đúc và xử lý nhiệt hóa phức tạp để đạt được độ bền cao cần thiết cho một số ứng dụng quan trọng”.

Giáo sư Huang mở rộng về tuyên bố này. “Sau khi xử lý nhiệt đơn giản trên hợp kim titan thương mại, độ giãn dài và độ bền kéo trên 1.600 MPa đã đạt được, độ bền cụ thể cao nhất trong số tất cả các kim loại in 3D cho đến nay. Công việc này mở đường cho việc chế tạo các vật liệu kết cấu có cấu trúc vi mô độc đáo và các đặc tính tuyệt vời cho các ứng dụng rộng rãi”.

Trong mười năm qua, in 3D đã dẫn đến một kỷ nguyên mới trong chế tạo kim loại do tính tự do trong thiết kế của nó. Đó là có thể chế tạo bất kỳ phần hình học nào. Hiện tại, hợp kim titan là kim loại in 3D hàng đầu được sử dụng cho các thành phần trong ngành hàng không vũ trụ. Tuy nhiên, hầu hết các hợp kim titan thương mại được tạo ra bằng in 3D không có các đặc tính cho các ứng dụng kết cấu. Điều này đặc biệt đúng đối với độ bền kéo ở nhiệt độ phòng và nhiệt độ cao trong môi trường sử dụng khắc nghiệt.

Các tính chất chính của hợp kim titan được cho là do sự hình thành bất thường của các kết tủa nano liên kết bên trong, ổn định và dày đặc, điều này hiếm khi được thấy trong các hợp kim titan được xử lý truyền thống. Kỹ thuật được sử dụng ở đây là Sản xuất phụ gia (AM).

AM là một công nghệ cho phép cung cấp sự tự do thiết kế chưa từng thấy trước đây, trong kiểu tạo 3D này của các hợp kim titan. Nói chung, titan mạnh hơn nhiều so với hợp kim nhôm và nhẹ hơn thép, do đó làm cho chúng tiết kiệm năng lượng hơn.

Công việc được thực hiện tại Monash đã tạo ra sự hiểu biết cơ bản hơn về mật độ, sự phân tách của các phần tử và cấu trúc đông đặc độc đáo. Sau đó, điều này đã mở ra cánh cửa cho các đặc tính của kết tủa nano có mật độ và độ bền kéo cao hơn, theo tỷ lệ gần với 1:1.

Anh Duy
Theo Interesting engineering
CÙNG CHUYÊN MỤC
ĐỌC THÊM