城大聯合上海交通大學研高性能3D打印鋁合金　抗金屬疲勞 (16:40)

城市大學聯同上海交通大學共同研發具高抗金屬疲勞性能的鋁合金「NTD-Al」，團隊指技術可應用於其他3D打印合金，有助開發負載效率更高的輕巧部件。

兩間大學的聯合研究團隊以「激光粉末床熔合」的金屬增材製造技術，利用納米鉍鈦(TiB2)微粒的「AlSi10Mg」粉末，創出新型「NTD-Al」鋁合金，指疲勞強度屬其他3D打印鋁合金約2倍以上，甚至超過高強度的變形鋁合金，又以此製作大型薄壁結構的樣件，例如飛機引擎的風扇葉片，並疲勞測試獲合格成績，指「NTD-Al」合金的疲勞極限，較現存所有鋁合金更優勝。

城大工學院長呂堅表示，3D打印合金以至所有金屬材料普遍存在疲勞強度偏低問題。他指由於為材料內部存在多尺度缺陷，隨著循環加載不斷擴大和惡化，變成宏觀裂紋，最後擴展成為可破壞整個材料結構的終極裂紋。而「NTD-Al」合金之中有連續「三維雙相蜂窩狀納米結構」，結構由平均直徑約為500納米的凝固蜂窩狀結構網絡組成，形成了一個強軔的「納米籠」，防止合金內部局部損傷的積累，從而抑制疲勞裂紋的形成。而合金因3D打印而快速凝固而成的「納米級共晶矽（Si）」三維網絡，亦能抑制疲勞裂紋的產生。

呂堅表示，研究成果顯示新合金應用潛力大，可以透過增加可活動零件的材料負載效率，以減輕其重量。而同樣的生產技術也可應用其他材料，以助解決傳統3D打印金屬技術中疲勞失效的問題。