研究团队开发3D打印铝合金 具有超高抗疲劳能力

盖世汽车讯 据估计，80%以上的工程问题是由材料疲劳引起的。在所有机械系统（例如飞机、汽车和能源生产系统）中，材料疲劳是轻量化结构的关键参数。据外媒报道，香港城市大学（CityU）与上海交通大学的联合研究团队利用先进的3D打印技术制造出具有前所未有的抗疲劳性能的铝合金。这种新抗疲劳策略还可应用于其他3D打印合金，有助于各行业开发具有更高负载效率的轻量化组件。

（图片来源：香港城市大学）

香港城市大学工程学院院长吕坚教授表示：“就所有动态机械系统（例如飞机、汽车和核电站系统）的寿命和可靠性而言，疲劳失效已成为最重要的问题之一。”

传统金属的疲劳强度通常低于其拉伸强度的一半。吕教授表示：“疲劳强度低主要由材料中的多尺度缺陷而引起，这些缺陷在循环载荷作用下不断生长和演变，形成宏观裂纹并最终扩展成更大的裂纹，从而破坏整个材料结构。这种现象也发生在增材制造（也称为3D打印）合金中，从而限制3D打印材料的进一步应用。”

为了解决3D打印合金及所有金属材料中常见的抗疲劳性低的问题，该联合研究团队通过目前广泛使用的金属增材制造技术——激光粉末床熔融（LPBF），成功使用TiB 2纳米颗粒改性AlSi10Mg粉末制造出新型铝合金。这种3D打印纳米TiB 2改性AlSi10Mg（NTD-Al合金）的抗疲劳性能是其他3D打印铝合金的两倍以上，并超过高强度锻造铝合金。