2024 1. 3D baskı doğası

2024'te 3D baskı teknolojisi alanındaki ilk Nature makalesi 27 Şubat'ta yayınlandı. Çin Bilimler Akademisi Metaller Enstitüsü'nden bir araştırma ekibi, "Neredeyse boşluksuz 3D baskı yoluyla bir titanyum alaşımında yüksek yorulma direnci" başlıklı bir makale yayınladı.

Makale, 3D baskılı mikro yapıların doğal olarak yüksek bir yorulma direncine sahip olduğunu ve bu özelliğin bozulmasının mikro gözeneklerin varlığından kaynaklanabileceğini savunuyor. Mikro gözenekleri ortadan kaldırmaya yönelik geleneksel çabalar genellikle dokunun kabalaşmasına neden olurken, dokunun yeniden iyileştirilmesi süreci gözenekliliğin tekrarlanmasına yol açmakta ve hatta tane sınırlarında α-faz zenginleşmesi gibi yeni dezavantajları tetikleyerek hem gelen hem de giden çabalar için mikroyapı ikilemini zorlaştırmaktadır.
CAS ekibi, ısıl işlem araştırmaları sırasında, yüksek sıcaklıklarda 3D baskılı titanyum alaşımlarının faz dönüşümü ve tane büyümesinin eşzamansız olduğu önemli bir işlem sonrası süreç penceresi keşfetti. α'dan β fazına geçiş, yeterli aşırı ısınma ile hemen gerçekleşir ve β fazının büyüme sıcaklığına ulaşılmasına rağmen, tane sınırlarının kendilerini yeniden düzenlemek için bir gebelik süresine ihtiyacı vardır. Bu değerli ısıl işlem penceresinden yararlanan araştırmacılar, sıcak izostatik preslemeyi yüksek sıcaklıkta kısa süreli işlemle birleştiren, hem doku inceltme sağlayan hem de α-faz zenginleşmesinin yanı sıra mikro gözeneklerin yeniden ortaya çıkmasını önleyen ve sonuçta neredeyse hiç mikro gözenek içermeyen 3D baskılı titanyum alaşımları hazırlayan bir ısıl işlem yöntemi belirlediler.

Bu mikro yapıya sahip TC4 titanyum alaşımları, yaklaşık 1 GPa'lık yüksek bir yorulma sınırına ulaşarak, mevcut tüm katkılı olarak üretilen ve işlenmiş titanyum alaşımlarının yanı sıra diğer metalik malzemelerin yorulma direncini aşmaktadır.