סגסוגת טיטניום חדשה מבטיחה רכיבים מודפסים בתלת-ממד חזקים וזולים יותר

3d printer. image by pixabay
Illustration, Image

This post is also available in: English (אנגלית)

חוקרים מהמכון המלכותי לטכנולוגיה של מלבורן (RMIT) פיתחו סגסוגת טיטניום שתוכננה במיוחד להדפסת תלת-ממד, במטרה להתמודד עם שני אתגרים שקיימים זה מכבר בתעשייה: עלויות חומרים גבוהות ותכונות מכניות לא עקביות. לפי החוקרים, הנוסחה החדשה זולה ב-29% לייצור לעומת סגסוגות טיטניום סטנדרטיות כמו Ti-6Al-4V — חומר נפוץ בתעשיות התעופה והבריאות.

פריצת הדרך נובעת מהחלפת הוונדיום — מרכיב מרכזי אך יקר בסגסוגות המסורתיות — באלטרנטיבות זולות ונפוצות יותר. שינוי זה לא רק מקטין את עלויות הייצור, אלא גם משפר את הביצועים הכוללים של החומר.

לפי ההודעה לעיתונות, אחת מההתקדמויות הטכניות המרכזיות טמונה במבנה הגבישי של הסגסוגת. בשונה מטיטניום רגיל שמודפס בתלת-ממד, אשר נוטה לפתח מבנים עמודיים שגורמים לעמידות בלתי אחידה, הסגסוגת החדשה בעלת תבנית אחידה, שמובילה לחלקים מודפסים חזקים וגמישים יותר.

בדיקות ביצועים הראו כי הסגסוגת עומדת ואף עולה על התכונות המכניות של חומרים קיימים, והיא מותאמת טוב יותר לתהליכי ייצור בהדפסת תלת-ממד. לדברי החוקרים, מדובר בשינוי תפיסה משמעותי — מעבר מהתאמת סגסוגות קיימות אל עבר תכנון חומרים חדשים שנועדו מראש להדפסה תלת-ממדית.

למרות שהרכב הסגסוגת המדויק לא נחשף בשל שיקולים מסחריים, צוות המחקר אישר כי דגמים נבדקו בהצלחה.

כעת, החוקרים מחפשים שותפי תעשייה לצורך קידום הפיתוח והמסחור. באמצעות שיתוף פעולה עם חברות לאורך שרשרת האספקה, המטרה היא להעביר את הסגסוגת מהמעבדה אל ייצור בקנה מידה תעשייתי.

המחקר משתלב במגמה עולמית של אופטימיזציה למתכות המיועדות להדפסת תלת-ממד, והוא מדגים את התנופה הגוברת בפיתוח חומרים ייעודיים לטכנולוגיה זו — מגמה שעשויה לשנות את הדרך שבה רכיבים בעלי ביצועים גבוהים מתוכננים ומיוצרים בתעשיות שונות.