이 새로운 티타늄 합금은 29% 더 저렴하고 더 강합니다.

박사과정생이자 연구 주저자인 라이언 브룩이 새로운 티타늄 샘플을 살펴보고 있다. 사진 제공: 마이클 퀸, RMIT 대학교

호주 RMIT 대학의 엔지니어들은 일반적으로 사용되는 티타늄 합금보다 약 3분의 1 정도 저렴한 새로운 유형의 3D 프린팅 티타늄을 생산했습니다.

연구팀은 점점 더 비싸지는 바나듐을 대체하기 위해 쉽게 구할 수 있고 저렴한 대체 재료를 사용했습니다.

RMIT는 항공우주 및 의료기기 산업을 위한 새로운 저비용 접근 방식을 개발하기 위한 상업적 기회를 고려하면서, Nature Communications에도 설명된 혁신적인 접근 방식에 대한 임시 특허를 출원했습니다.

RMIT의 적층 제조 센터(RCAM) 박사과정생이자 이 연구의 주저자인 라이언 브룩은 이 합금을 테스트한 결과, 표준 3D 프린팅 티타늄 합금(Ti-6Al-4V)에 비해 강도와 성능이 향상된 것으로 나타났다고 밝혔습니다.

RMIT에서 기술 상용화의 다음 단계를 연구하기 위한 연구 번역 펠로우십을 수락한 브룩은 3D 프린팅 티타늄 합금 분야가 혁신을 가져올 준비가 되었다고 말했습니다.

"3D 프린팅은 더 빠르고, 낭비가 적으며, 더욱 맞춤화된 생산을 가능하게 하지만, 우리는 여전히 Ti-6Al-4V와 같은 기존 합금에 의존하고 있어 이러한 잠재력을 완전히 활용하지 못하고 있습니다. 마치 비행기를 만들어 놓고도 여전히 거리를 돌아다니는 것과 같습니다."라고 그는 말했습니다.

"새로운 유형의 티타늄과 기타 합금을 통해 3D 프린팅의 한계를 실제로 넓힐 수 있게 될 것이며, 본 연구에 제시된 새로운 합금 설계 프레임워크는 이러한 방향으로 나아가는 중요한 진전입니다."

최신 연구에서는 새로운 3D 프린팅 기술을 활용해 합금화할 원소를 선택하는 데 있어 시간과 비용을 절약할 수 있는 방법을 제시합니다.

이 연구는 적층 제조에서 금속 합금의 인쇄된 입자 구조를 예측하기 위한 더욱 명확한 프레임워크를 제공합니다.

이 합금은 이미 인상적인 결과를 달성하는 데 사용되었습니다. 이 연구에서는 상업적인 이유로 공개되지 않았지만, 이 팀의 합금은 표준 티타늄보다 생산 비용이 29% 저렴합니다.

이러한 설계 프레임워크를 통해 금속은 더 균일하게 인쇄되어 일부 3D 인쇄 합금의 불균일한 기계적 특성을 초래하는 기둥 모양의 미세 구조를 피할 수 있습니다.

"기둥형 미세 구조를 피하는 더욱 비용 효율적인 공식을 개발함으로써 3D 프린팅의 광범위한 채택을 방해하는 두 가지 주요 과제를 해결했습니다."라고 최근 CSIRO의 ON Prime 프로그램의 일환으로 시장 검증을 완료하고 항공우주, 자동차 및 의료기술 산업 담당자들과 그들의 요구 사항에 대해 이야기를 나눈 브룩의 말입니다.

"최종 사용자들로부터 확실히 들은 바는 새로운 합금을 시장에 출시하려면 그 이점이 단지 사소한 점진적인 단계가 아니라 완전한 도약이어야 한다는 것이었습니다. 그리고 우리는 바로 그것을 달성했습니다."라고 그는 말했습니다.

"우리는 균일한 결정립 구조를 가진 티타늄 합금을 생산할 수 있었을 뿐만 아니라, 비용을 절감하는 동시에 합금을 더욱 강하고 연성 있게 만들었습니다."

이 연구의 책임저자인 마크 이스턴 교수는 RCAM이 이 기술을 더욱 발전시키기 위한 새로운 협업을 만드는 데 주력하고 있다고 말했습니다.

"우리는 이 새로운 합금의 전망에 매우 기대가 큽니다. 하지만 성공을 위해서는 공급망 전반에 걸친 팀이 필요합니다. 따라서 개발의 다음 단계에 대한 지침을 제공해 줄 파트너를 찾고 있습니다."라고 그는 말했습니다.

샘플은 RMIT의 최첨단 첨단 제조 구역에서 생산되어 테스트되었습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/08/250803011832.htm