Un team di ricercatori ha raggiunto una svolta significativa nella creazione di una nuova classe di leghe di titanio che sono resistenti e non fragili sotto tensione, grazie all’integrazione di progetti di processo di stampa 3D e lega. Questa importante scoperta, pubblicata sulla prestigiosa rivista Nature, potrebbe aprire nuove possibilità per le applicazioni delle leghe di titanio, migliorare la sostenibilità e guidare la progettazione di leghe innovative.
L’innovazione è stata guidata dalla RMIT University e dall’Università di Sydney, in collaborazione con il Politecnico di Hong Kong e l’azienda Hexagon Manufacturing Intelligence di Melbourne.
Il professor Ma Qian, capo ricercatore presso il Center for Additive Manufacturing della RMIT, ha spiegato che il team ha integrato il concetto di economia circolare nel loro processo di progettazione, aprendo nuove possibilità per la produzione di leghe di titanio sostenibili utilizzando rifiuti industriali e materiali di bassa qualità.
L’utilizzo di ossigeno e ferro, due potenti stabilizzatori delle fasi alfa e beta del titanio, ha consentito di superare le sfide nella creazione di leghe di titanio forti e duttili. Il team ha utilizzato il processo di stampa 3D Laser Directed Energy Deposition (L-DED) per produrre le leghe utilizzando polveri metalliche.
Le nuove leghe di titanio create dal team presentano una microstruttura attraente che offre proprietà meccaniche competitive rispetto alle leghe commerciali esistenti. Questa scoperta potrebbe portare a nuove opportunità di applicazione nelle tecnologie aerospaziale, biomedica, chimica, spaziale ed energetica.
Il dottor Tingting Song, ricercatore del vicecancelliere RMIT, ha commentato che il team è all’inizio di un importante viaggio, dalla validazione dei nuovi concetti alla loro applicazione industriale. La stampa 3D offre un approccio completamente nuovo alla creazione di nuove leghe e presenta vantaggi distinti rispetto ai metodi tradizionali.
Le leghe di titanio-ossigeno-ferro create dal team potrebbero essere prodotte utilizzando rifiuti di titanio ad alto contenuto di ossigeno o polveri di titanio riciclate. Questa opportunità di riutilizzo potrebbe apportare valore economico e ridurre l’impatto ambientale dell’industria del titanio.
Il professor Simon Ringer, Pro-Vice Cancelliere dell’Università di Sydney e co-responsabile della ricerca, ha sottolineato che questa scoperta offre un nuovo sistema di leghe di titanio con proprietà meccaniche regolabili, alta produttività e potenziale per la riduzione delle emissioni. Inoltre, questa ricerca può fornire nuove prospettive per la progettazione di materiali in settori affini.
Il lavoro del team è stato reso possibile grazie agli investimenti nelle infrastrutture di ricerca da parte dei governi e delle università. La collaborazione tra istituti di ricerca e l’applicazione della stampa 3D hanno dimostrato il potenziale della strategia dell’infrastruttura di ricerca collaborativa nazionale australiana.
La ricerca è stata finanziata e supportata dall’Australia Research Council (ARC) attraverso il Discovery Program e il Training Center in Surface Engineering for Advanced Materials (SEAM).
Questo studio pone le basi per ulteriori sviluppi nel campo della produzione avanzata e potrebbe avere un impatto significativo sull’industria delle leghe di titanio, aprendo la strada a nuove possibilità di progettazione e applicazione.
