Forskere fra RMIT University har 3D-printet en titanstruktur som er 50 % sterkere enn den sterkeste legeringen med lignende tetthet som har blitt utviklet for romfartsapplikasjoner.
Strukturen med høy styrke er et «metamateriale», et kunstig, cellulært materiale spesielt utviklet for å ha unike mekaniske og multifunksjonelle egenskaper.
RMIT-teamets kunstige, multi-topologi metamateriale ble laget ved hjelp av den vanlige titanlegeringen Ti-6Al-4V, og har en unik hulstag-gitter (HLS) design. Dette muliggjør høy styrke med minimal vekt.
Tidligere har produksjonen av disse ultrasterke gitterne blitt hindret av produksjonsbegrensninger og belastningsspenninger som konsentrerer seg om det indre av de hule avstiverne. Disse utfordringene er nå overvunnet av forskernes additive produksjonsdrevne tilnærming.
Produsert gjennom pulverbedfusjon (PBF), den nye 3D-print optimaliserte hulstag-gitterstrukturen (HLS) er utformet for å fordele stressbelastningen jevnt, og forbedre dens styrke og strukturelle effektivitet. Dette er oppnådd ved å kombinere to komplementære gittertopologiene til en enkelt struktur.
«Vi designet en hul rørformet gitterstruktur som har et tynt bånd som løper inni seg. Disse to elementene sammen viser styrke og letthet som aldri før har vært sett sammen i naturen,» forklarte studiens medforfatter professor Ma Qian. «Ved å effektivt slå sammen to komplementære gitterstrukturer for å fordele stress jevnt, unngår vi de svake punktene der stress normalt konsentreres.»
Forskerne mener at dette nye materialet kan tilby verdi i en rekke bruksområder, inkludert i produksjon av medisinske implantater og fly- eller rakettdeler.
