Ny titanlegering gjør 3D‑printing sterkere og billigere

Forskere ved RMIT University har undersøkt hvordan sammensetningen styrer kornstrukturen i 3D-printede titanlegeringer. Studien i Nature Communications gir en metode for å forutsi om utskriften danner lange søyleformede korn eller jevnere, tilnærmet likeaksede korn. Dette er forskning på legeringsdesign, ikke en ferdig godkjent del for fly eller medisinske implantater.

Hvorfor betyr kornstrukturen noe?

Titanlegeringer brukes der lav vekt og høy styrke er viktig. Ved laserbasert additiv produksjon kjøles metallet raskt ned. Da kan lange korn vokse langs utskriftsretningen og gi ulike mekaniske egenskaper i ulike retninger. En jevnere, likeakset kornstruktur kan redusere denne anisotropien. Kornformen alene viser likevel ikke at en ferdig komponent oppfyller krav til styrke, utmatting eller implantatsikkerhet.

Kilde: RMIT University

Tre mål for å forutsi kornform

Forskerne sammenlignet tre størrelser beregnet fra legeringens sammensetning: størkningsintervallet uten likevekt, en vekstbegrensningsfaktor og parameteren P for konstitusjonell underkjøling. De framstilte titan–jern-, titan–kobber-, titan–kobber–jern- og titan–molybdenlegeringer med laserbasert rettet energitilførsel. I disse forsøkene var P den mest pålitelige av de tre parameterne for å forutsi kornformen. Resultatet ble også vurdert mot tidligere arbeid med andre legeringer og metoder.

Rammeverket kan hjelpe ingeniører å velge legeringselementer mer systematisk. Det garanterer ikke samme resultat for alle utskrifter: pulverkvalitet, laserinnstillinger, varmebehandling og delens geometri påvirker fremdeles sluttproduktet.

Påstanden om 29 prosent lavere kostnad

I en pressemelding fra juli 2025 beskriver RMIT en separat legering under patentsøknad der dyrt vanadium er erstattet med rimeligere stoffer. Universitetet oppgir at den koster omtrent 29 prosent mindre å fremstille og har bedre egenskaper enn den sammenlignede vanlige 3D-printede Ti-6Al-4V-legeringen. Den nøyaktige sammensetningen og kostnadsberegningen er ikke lagt fram i Nature Communications-artikkelen. Tallet er derfor ikke dokumentasjon på at all industriell titanproduksjon blir 29 prosent rimeligere.

Mulige bruksområder

Luftfart, bilindustri og medisinsk utstyr kan på sikt dra nytte av mer kontrollert kornstruktur og lavere kostnader. Hver anvendelse krever egne tester av blant annet styrke, utmatting og korrosjon; implantater trenger også dokumentert biokompatibilitet og godkjenning. RMIT søker utviklingspartnere. Det finnes ingen bekreftet fem- til tiårsplan for kommersialisering.

Et annet selskap i bransjen

Nano Dimension arbeider med andre former for 3D-printing, blant annet elektroniske strukturer. Selskapet deltok ikke i RMIT-forsøket, og resultatene sier ikke hvordan aksjen vil utvikle seg.

(NNDM )

Siste nytt om Nano Dimension

Studie

Brooke, R. mfl. (2025), «Compositional criteria to predict columnar to equiaxed transitions in metal additive manufacturing», Nature Communications 16, 5710. doi:10.1038/s41467-025-60162-0.