皇家墨尔本理工大学工程师开发新型3D打印钛合金，生产成本降低1/3

皇家墨尔本理工大学的工程师们研制出了一种新型3D打印钛合金，成本比常用的钛合金低约三分之一。研究团队使用现成且价格低廉的替代材料来取代日益昂贵的钒，并正在探索这种新型低成本方法在航空航天和医疗器械行业应用开发的商业机会。

研究团队已就其创新方法申请了临时专利，相关研究内容也以题为“Compositionalcriteria to predict columnar to equiaxed transitions in metal additivemanufacturing”的论文发表在《自然通讯》杂志上。这项研究为预测增材制造金属合金的晶粒形貌提供了一个更清晰的框架。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-60162-0

皇家墨尔本理工大学 (RMIT) 增材制造中心 (RCAM) 博士生兼研究主要作者 Ryan Brooke 表示，测试表明，他们的合金比标准 3D 打印钛合金 (Ti-6Al-4V) 的强度和性能都有所提高。Brooke 刚刚接受了皇家墨尔本理工大学的研究转化奖学金，将负责研究该技术商业化的后续步骤。他表示，3D 打印钛合金领域已经具备了创新的条件。

他说道：“3D打印可以实现更快、更少浪费、更灵活的生产，但我们仍然依赖Ti-6Al-4V等传统合金，无法充分发挥潜力。这就像我们制造了一架飞机，却仍然只是在街上驾驶。新型钛合金和其他合金将使我们能够真正突破3D打印的极限，而我们研究中概述的新型合金设计框架正是朝着这个方向迈出的重要一步。”

最新研究概述了一种节省时间和成本的合金元素选择方法，以充分利用新兴的3D打印技术。这项研究为预测增材制造中金属合金打印晶粒结构提供了一个更清晰的框架。

这项术已投入使用并取得了显著的成果：新型合金虽然由于商业原因未在研究中展示，但生产成本比标准钛合金低29%。通过这种设计框架，金属打印也更加均匀，避免了某些3D打印合金中导致机械性能不均匀的柱状微结构。

沉积态钛合金母材晶粒形貌。

布鲁克表示：“通过开发一种更具成本效益的配方来避免这种柱状微结构，我们解决了阻碍 3D打印广泛应用的两个关键挑战。我从终端用户那里听到的明确信息是，将新合金推向市场，效益不能只是小步前进，而是要实现全面飞跃，而这正是我们目前所取得的成就。我们不仅能够生产出晶粒结构均匀的钛合金，而且成本更低，同时强度更高、延展性更强。”他最近作为 CSIRO 的 ONPrime 计划的一部分完成了市场验证，并与航空航天、汽车和医疗技术行业代表讨论了他们的需求。

本项研究的通讯作者马克·伊斯顿教授表示，RCAM致力于建立新的合作关系，以进一步开发这项技术。他说道：“我们对这种新合金的前景感到非常兴奋，但它的成功需要来自整个供应链的团队共同努力。因此，我们正在寻找合作伙伴，为下一阶段的开发提供指导。”