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理大3D打印新鈦合金 環保省錢
By 信報財經新聞 on July 25, 2023
原文刊於信報財經新聞「EJ Tech 創科鬥室」
鈦合金具有高強度、高韌性、耐腐蝕及耐高溫等特點，通常應用於航空、軍工等專業領域。香港理工大學科研團隊，跟澳洲墨爾本皇家理工大學（RMIT University）及悉尼大學（The University of Sydney）合作，利用3D打印技術，研製出一種新型鈦合金「α–β Ti-O-Fe 合金」，成果已發表於《自然》學術期刊。
現時應用最為廣泛的「Ti-6AI-4V鈦合金」，其歷史可追溯至1954年，其中合金元素含量約一成，當中的釩毒性較大。至於理大參與研製的新型鈦合金，利用氧和鐵這兩種儲量豐富、價錢合理的元素，穩定並增強α和β兩相鈦合金（α–β titanium alloys），更以低合金化、素化為設計基礎，盡可能減少合金元素。新型鈦合金延展性及強度的表現勝過Ti-6AI-4V鈦合金之餘，更符合可持續發展目標。
研究團隊主要成員、理大工業及系統工程學系助理教授陳子斌稱，新研究能大幅降低工業材料和能源成本，並有助減少碳足跡，為環境可持續發展作出貢獻。
生產過程可把廢料轉化
雖然新型鈦合金可沿用傳統生產工藝，惟應用到實際工程時效果略為遜色。傳統上，鈦合金會以Kroll（克羅爾法）工藝生產，初步產物為多孔的「海綿鈦」（Sponge titanium），如想減少雜質，需要經歷多次精煉。換言之，Kroll技術屬於能源密集型工藝，過程中無可避免會產出約10%的劣質海綿鈦。
這些劣質海綿鈦雖是廢料，但含有很多氧和鐵，將之廢棄會造成浪費，間接推高生產成本。今次理大及澳洲的團隊採用3D打印技術製造新型鈦合金，可將劣質廢料轉化為原材料粉末再生產，有效實現廢料回收。
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