3D打印镍钛合金超材料,创新金属-织物混合结构开发
2026-02-24 11:43
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IMDEA材料研究所和马德里理工大学的研究团队通过3D打印技术,成功研制出一种结合金属与织物特性的新型混合材料。这种材料利用镍钛合金的超弹性与形状记忆特性,通过激光粉末床熔融工艺制造出具有高度可变形性的交织结构,为机器人、航空航天及医疗设备等领域的高性能执行器开发提供了新的可能性。

镍钛合金以其超弹性和形状记忆行为著称,但传统3D打印工艺常导致其性能下降。研究人员采用以设计为中心的方法,开发了管状晶格和圆柱形编织等复杂结构,显著提升了材料的可变形性。这些成果已在《虚拟与物理原型》杂志发表,展示了3D打印镍钛合金超材料在优化机械性能方面的潜力。

IMDEA材料和UPM的研究员Carlos Aguilar Vega表示:“虽然激光粉末床熔融是镍钛增材制造的常用技术,但此前制造的部件在形状记忆和超弹性方面未能达到传统工艺的水平。这意味着我们无法充分利用3D打印带来的设计灵活性和几何复杂性。”团队通过创新设计框架,实现了对结构刚度、承载能力和韧性的有效调控。

3D打印镍钛合金研究过程中,团队结合计算机断层扫描与数字模型进行多尺度验证,确保打印结构的精确性。共同作者Andrés Díaz Lantada指出:“这些编织镍钛结构代表了超弹性合金增材制造的重要进展,证明了通过激光粉末床熔融技术实现自支撑编织的可能性。”这项研究首次表明,通过架构设计可以弥补当前3D打印工艺的不足,推动3D打印镍钛合金超材料在高端领域的应用。

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