۱۷ آگوست ۲۰۲۵، عکس از نویسنده: امان تریپاتی
این آلیاژ جدید با استفاده از مواد ارزان‌تر و در دسترس‌تر به جای وانادیوم گران‌قیمت ساخته شده است.
مهندسان موسسه فناوری سلطنتی ملبورن (RMIT) نوع جدیدی از آلیاژ تیتانیوم چاپ سه‌بعدی را توسعه داده‌اند که به طور قابل توجهی ارزان‌تر و قوی‌تر از استاندارد فعلی صنعت است.
رایان بروک، نویسنده اصلی این مطالعه و دانشجوی دکترا در مرکز تولید افزایشی (RCAM) دانشگاه RMIT، گفت: «با توسعه یک فرمول مقرون به صرفه‌تر که از این ریزساختار ستونی جلوگیری می‌کند، ما دو چالش کلیدی که مانع از پذیرش گسترده چاپ سه‌بعدی می‌شود را حل کرده‌ایم. ما نه تنها توانسته‌ایم آلیاژهای تیتانیوم را با ساختار دانه‌ای یکنواخت تولید کنیم، بلکه هزینه‌های کمتری نیز داشته باشیم، در عین حال آن را قوی‌تر و انعطاف‌پذیرتر نیز کنیم.»
تولید این آلیاژ جدید تقریباً یک سوم ارزان‌تر از آلیاژهای تیتانیوم رایج مانند Ti-6Al-4V است.
این تیم با جایگزینی عنصر وانادیوم که به طور فزاینده‌ای گران می‌شود با موادی که به راحتی در دسترس و کم‌هزینه‌تر هستند، به موفقیتی دست یافته است که موانع کلیدی پذیرش گسترده تیتانیوم چاپ سه‌بعدی را برطرف می‌کند.
محققان در یک بیانیه مطبوعاتی اظهار داشتند: «آلیاژ این تیم، اگرچه به دلایل تجاری در این مطالعه ارائه نشده است، اما 29 درصد ارزان‌تر از تیتانیوم استاندارد است.»
این پیشرفت می‌تواند پیامدهای عمده‌ای برای صنایع هوافضا و تجهیزات پزشکی داشته باشد. آزمایش‌ها نشان از بهبود عملکرد داشت
آزمایش‌های آلیاژ جدید نشان داد که در مقایسه با تیتانیوم چاپ سه‌بعدی استاندارد، استحکام و عملکرد آن بهبود یافته است. نکته مهم این است که طراحی این ماده از تشکیل ریزساختارهای ستونی شکل که می‌توانند باعث ایجاد خواص مکانیکی ناهموار شوند، که یک مشکل رایج در برخی از فلزات چاپ سه‌بعدی است، جلوگیری می‌کند.
بروک، که اخیراً اعتبارسنجی بازار را از طریق برنامه ON Prime CSIRO تکمیل کرده است، خاطرنشان کرد که نمایندگان صنعت به روشنی اعلام کرده‌اند که به یک “جهش کامل رو به جلو” در علم مواد نیاز دارند، نه فقط پیشرفت‌های جزئی. وی افزود: “این چیزی است که ما در اینجا به آن دست یافته‌ایم.”
این تحقیق همچنین چارچوب جدیدی را برای طراحی آلیاژهای فلزی به طور خاص برای خواسته‌های منحصر به فرد چاپ سه‌بعدی ارائه می‌دهد.
بروک توضیح داد: “چاپ سه‌بعدی امکان تولید سریع‌تر، کم‌هزینه‌تر و سفارشی‌تر را فراهم می‌کند، اما ما هنوز به آلیاژهای قدیمی مانند Ti-6Al-4V متکی هستیم که امکان بهره‌برداری کامل از این پتانسیل را فراهم نمی‌کند. مثل این است که ما یک هواپیما ساخته باشیم و هنوز فقط آن را در خیابان‌ها برانیم.”
این تیم معتقد است که این چارچوب جدید به گسترش مرزهای ممکن با تولید افزایشی کمک خواهد کرد.
با نمونه‌های تولید شده و آزمایش شده در حوزه تولید پیشرفته RMIT، این تیم اکنون به طور فعال به دنبال شرکای صنعتی برای کمک به عرضه آلیاژ جدید به بازار است.
پروفسور مارک ایستون، نویسنده مسئول این مطالعه، گفت: “ما از چشم‌انداز این آلیاژ جدید بسیار هیجان‌زده هستیم، اما برای موفقیت آن به تیمی از سراسر زنجیره تأمین نیاز داریم. بنابراین، ما به دنبال شرکایی هستیم تا برای مراحل بعدی توسعه راهنمایی ارائه دهند.”
در همین حال، این دانشگاه یک حق ثبت اختراع موقت برای این رویکرد نوآورانه ثبت کرده است.
قابل توجه است که محققان در سراسر جهان در حال کار بر روی افزایش تولید آلیاژهای تیتانیوم هستند که برای صنایع مختلف مفید هستند.
اخیراً، تیمی از دانشگاه جان هاپکینز از هوش مصنوعی برای افزایش آلیاژهای تیتانیوم، بهبود استحکام و سرعت تولید برای کاربردهایی از اکتشافات اعماق دریا گرفته تا سفر فضایی استفاده کردند. این تیم شرایط تولید جدیدی را برای همجوشی بستر پودر لیزری، یک روش چاپ سه‌بعدی فلز، شناسایی کرده است.
