Framgångsrika försök med titan-kopparlegeringar för 3D-utskrift kan kickstarta en ny serie högpresterande legeringar för medicinsk utrustning, försvars- och rymdtillämpningar.

Nuvarande titanlegeringar som används vid additiv tillverkning kyler ofta och binder samman i kolumnformade kristaller under 3D-utskriftsprocessen, gör dem benägna att spricka eller deformeras.

Och till skillnad från aluminium eller andra vanliga metaller, det finns ingen kommersiell spannmålsraffinör för titan som tillverkare kan använda för att effektivt förfina mikrostrukturen för att undvika dessa problem.

Men nu en ny titanlegering med koppar, avslöjades idag i Natur , verkar ha löst detta problem.

Professor Mark Easton från RMIT University's School of Engineering sa att deras titan-kopparlegering tryckt med "exceptionella egenskaper" utan någon speciell processkontroll eller ytterligare behandling.

"Särskilt anmärkningsvärt var dess helt likaxliga kornstruktur:detta betyder att kristallkornen hade växt lika i alla riktningar för att bilda en stark bindning, istället för i kolumner, vilket kan leda till svaga punkter som kan spricka."

"Legeringar med denna mikrostruktur kan motstå mycket högre krafter och kommer att vara mycket mindre benägna att ha defekter, som sprickbildning eller förvrängning, under tillverkningen, sa Easton.

Samarbetsprojektet involverade ledande forskare inom området legeringssammansättning och kornmikrostruktur från RMIT University, CSIRO, University of Queensland och Ohio State University.

CSIRO Senior Principal Research Scientist, Dr Mark Gibson, sa att deras fynd också tyder på att liknande metallsystem skulle kunna behandlas på samma sätt för att förbättra deras egenskaper.

"Titan-kopparlegeringar är ett alternativ, särskilt om användningen av andra ytterligare legeringselement eller värmebehandlingar kan användas för att förbättra egenskaperna ytterligare, " han sa.

"Men det finns också ett antal andra legeringselement som sannolikt kommer att ha liknande effekter. Dessa kan alla ha tillämpningar inom flyg- och biomedicinska industrier."

Gibson sa att den nya sorten av legeringar kan öka tillverkarnas produktionshastigheter och möjliggöra tillverkning av mer komplexa delar.

"I allmänhet, det öppnar upp för möjligheten att utveckla en ny serie titanbaserade legeringar speciellt utvecklade för 3D-utskrift med exceptionella egenskaper, " han sa.

"Det har varit en fröjd, eftersom det har varit min lycka under en tid, att arbeta på ett så intressant och betydelsefullt projekt som detta med ett så talangfullt gäng forskare."