Die Herstellung von Titanlegierungen auf industrieller Ebene war bisher stets mit Problemen hinsichtlich Qualität und Abfallmanagement verbunden. Ein Forschungsteam der Polytechnic University Hong Kong (PolyU) hat nun in Zusammenarbeit mit der RMIT University und der University of Sydney eine Lösung für diese Herausforderungen gefunden. Sie setzten auf die additive Fertigung, besser bekannt als 3D-Druck, für die Produktion von Titanlegierungen.
Neuartige Titanlegierung zeigt enormes Potenzial
Titanlegierungen sind fortgeschrittene Leichtbaumaterialien, die in vielen wichtigen Anwendungen unverzichtbar sind. Die innovative Anwendung des 3D-Drucks zur Herstellung von Titanlegierungen und möglicherweise anderen Metallmaterialien bietet zahlreiche Vorteile. Dazu gehören reduzierte Kosten, verbesserte Leistung und ein nachhaltiges Abfallmanagement. Das Forschungsteam hat mithilfe des 3D-Drucks eine neue, robuste und dauerhafte Titanlegierung (α–β Ti-O-Fe-Legierung) hergestellt. Diese Legierung nutzt günstigen und reichlich vorhandenen Sauerstoff und Eisen – die beiden stärksten stabilisierenden Elemente und Verstärker für α–β-Phasen-Titanlegierungen.
Vorteile des 3D-Drucks in der Legierungsherstellung
Im Vergleich zum seit 1954 weit verbreiteten Ti-6Al-4V-Benchmark-Material zeigt die neue Titanlegierung des Forschungsteams eine bessere mechanische Leistung. Additive Fertigung ermöglicht es, die Grenzen herkömmlicher Herstellungsverfahren zu überwinden und die Eigenschaften der Legierung zu verbessern. Darüber hinaus bietet der 3D-Druck auch Möglichkeiten für ganzheitliche und nachhaltige Materialdesign-Strategien.
3D-Druck im Dienst der Nachhaltigkeit
Ein weiterer bedeutender Fortschritt ist die Fähigkeit, Abfall effektiv zu recyceln. Der energieintensive Kroll-Prozess, der typischerweise zur Herstellung von Titanlegierungen verwendet wird, erzeugt minderwertiges Schwammtitan. Mit Hilfe des 3D-Drucks kann dieses Abfallprodukt recycelt und in Rohmaterial umgewandelt werden.
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