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超高抗疲勞鋁合金3D打印用途廣

By on November 2, 2023

原文刊於信報財經新聞「EJ Tech 創科鬥室」

所有動態機械系統包括飛機、汽車及核電站等，都會因為金屬疲勞而影響其可靠性及壽命。香港城市大學與上海交通大學的研究團隊，利用先進3D打印技術，製造出一種具超高抗疲勞性能的鋁合金；相關技術更可應用於其他3D打印合金，有助各行業開發負載效率更高的輕巧部件；論文已發表在學術期刊Nature Materials。

城大上海交大共同研發

疲勞強度偏低的現象常見於3D打印合金，以至所有金屬材料。共同領導研究的城大工學院院長兼國家貴金屬材料工程技術研究中心（NPMM）香港分中心主任呂堅指出，金屬疲勞強度偏低的主要原因在於材料內部存在多尺度缺陷，而缺陷會隨着循環加載，不斷惡化為宏觀裂紋，最後擴展為終極裂紋，破壞整個材料結構。

呂堅提到，疲勞強度偏低的主因，在於材料內部存在多尺度缺陷。（城大提供圖片）

城大及上海交大的聯合研究團隊運用一種「激光粉末床熔合」（LPBF）的金屬增材製造技術，利用加入了納米二硼化鈦（TiB2）微粒的AlSi10Mg粉末，創出一種以3D打印而成的新型鋁合金（簡稱NTD-Al）。團隊以微電腦斷層掃描技術，發現它存在連續三維雙相蜂窩狀納米結構，測試後證實疲勞強度達到260 MPa，為其他3D打印傳統鋁合金的兩倍以上。

NTD-Al擁有納米級蜂窩結構，證實疲勞強度達到260 Mpa。（城大提供圖片）

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