3D プリンティングの利点、つまり構造材料の積層造形 (AM) は、その残念な疲労特性によって大きく損なわれています。一般に、疲労特性の低下は、現在の印刷プロセス手順によって引き起こされる微小空隙の存在が原因であると考えられます。したがって、我々の疑問は、この微細孔の除去が、非多孔質 AM (ネット AM) 合金の疲労耐性を大幅に改善するための実行可能な解決策を提供できるかどうかです。今回我々は、相転移と結晶粒成長の非線形性を理解することで、空隙のない AM 微細構造における Ti-6Al-4V チタン合金の Net-AM 加工技術のおおよその開発を再構築することに成功しました。我々は、このような AM 微細構造の疲労耐性を測定し、それらが約 1 GPa という高い疲労限界をもたらし、すべての AM 合金や鍛造チタン合金、さらには他の金属材料の疲労耐性を超えることを示しました。私たちは、Net-AM 微細構造の高い疲労耐性と、最大の疲労強度を備えた構造コンポーネントの製造における AM 加工の潜在的な利点を確認しました。これは、エンジニアリング分野での AM 技術のさらなる応用に役立ちます。
図: 印刷状態と他の 3 つの状態における微細孔の分布と微細構造。プリント AM (a)、HIP AM (b)、ニア ネット AM (c)、およびネット AM (d)
