ang 3D printing ay maaaring madaling mag-produce ng mga bahagi na gawa sa metal na may kumplikadong istruktura at magaan na katangian, na lubhang kaakit-akit para sa susunod-henerasyong mataas na kagamitan tulad ng eroplano at spacecraft na nagsisikap na bawasan ang timbang at mapabuti ang integrasyon. Gayunpaman, ang mga bahaging metal na ginawa sa pamamagitan ng 3D printing ay karaniwang may isang kritikal na kahinaan—mahinang pagganap sa pagsusuri ng pagkapagod (fatigue performance), ibig sabihin, madaling magkaroon ng mga pukyut o crack dahil sa paulit-ulit na pagkarga (cyclic loading), na naglalimita nang husto sa kanilang mahahalagang aplikasyon. Kamakailan, isang grupo na pinangungunahan nina mga Mananaliksik na sina Zhang Zhefeng at Zhang Zhenjun mula sa Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences (IMR, CAS) ay nakapag-unlad ng isang bagong teknolohiya para sa post-processing ng 3D printing. Ang materyal na titanium alloy na ginawa gamit ang teknolohiyang NAMP na ito ay nagpapakita ng hindi pa nakikita noong dati na resistensya sa pagkapagod (fatigue resistance) sa ilalim ng iba’t ibang kondisyon ng stress ratio, kung saan ang kabuuang pagganap nito sa pagsusuri ng pagkapagod ay lumampas sa lahat ng kilalang materyal na metal, kaya’t inalis ang isang pangunahing hadlang sa paggamit ng teknolohiyang 3D printing sa mga larangan na nangangailangan ng mataas na kumpiyansa at nangunguna sa teknolohiya. Ang mga kaugnay na resulta ng pananaliksik ay nailathala na sa Science Advances.
Noong maagang bahagi ng 2024, ang koponan ay nakaimbento ng isang bagong proseso ng NAMP na maaaring kontrolin nang eksakto ang panloob na istruktura at mga depekto ng mga materyales. Ang Ti-6Al-4V, isa sa pinakakaraniwang ginagamit na alloy ng titanium na inihanda gamit ang prosesong ito, ay maaaring alisin ang parehong mikropores at malalapad na mikroistruktura—na pareho ay pangunahing sanhi ng pagkapagod. Ang bagong materyales na ito ay nabigyang-katuparan ang rekord sa buong mundo para sa "tukoy na lakas laban sa pagkapagod" sa ilalim ng kondisyon ng "tensyon-tensyon" na ratio ng stress.
Gayunpaman, ang mga tunay na bahagi tulad ng mga palikpik ng makina ng eroplano at kagamitan sa paglalapag ay napapailalim sa napakakomplikadong kondisyon ng stress, kabilang ang hindi lamang "tensyon-tensyon" kundi pati na rin ang mga senaryo ng "tensyon-kompresyon", na nangangahulugan na ang ratio ng stress ay bariyable. Ang iba't ibang ratio ng stress ay maaaring mag-trigger ng iba't ibang mekanismo ng pinsala sa loob ng materyal. Madalas ay may mga limitasyon ang mga mikroestruktura ng tradisyonal na alloy ng titanium—nagbibigay sila ng mabuting pagganap lamang sa ilang tiyak na ratio ng stress ngunit maaaring bumaba ang kanilang pagganap kapag nagbago ang ratio ng stress. Dahil dito, napakahirap gawin ang isang materyal na maaaring magbigay ng mabuting pagganap sa lahat ng kondisyon ng paggamit.
Naharap sa mas kumplikadong hamon na ito, ang koponan ng pananaliksik ay nakilala ang ilang mahinang ugnayan sa mga alloy ng titanium na madaling mag-crack dahil sa pagod at ang mga uri ng stress kung saan nangyayari ang mga ito. Gamit ang proseso ng NAMP, nagawa nila ang mga istrukturang 3D-printed na halos walang butas na maaaring i-optimize ang lahat ng mahinang ugnayan nang sabay-sabay. Ang titanium alloy na 3D-printed na ito ay may katangian na panatilihin ang mataas na lakas laban sa pagod sa ilalim ng mga kondisyon ng buong rasyo ng stress.
Ang mga datos mula sa eksperimento ay nagpapakita na sa mga pagsusulit sa pagod sa ilalim ng iba't ibang rasyo ng stress, ang lakas laban sa pagod ng bagong materyal na ito ay hindi lamang lumalampas sa lahat ng alloy ng titanium kundi ang kanyang "tukoy na lakas laban sa pagod" ay lubos na superior sa lahat ng metal na materyales, na nagtatag ng bagong rekord sa buong mundo.
EN