Le premier article de Nature sur la technologie de l'impression 3D en 2024 a été publié le 27 février. Une équipe de recherche de l'Institut des métaux de l'Académie chinoise des sciences a publié un article intitulé "High fatigue resistance in a titanium alloy via near void-free 3D printing".

L'article soutient que les microstructures imprimées en 3D sous-jacentes ont une résistance à la fatigue naturellement élevée et que la dégradation de cette propriété peut être causée par la présence de micropores. Les efforts conventionnels visant à éliminer les micropores aboutissent souvent à un grossissement des tissus, tandis que le processus de réaffinement des tissus entra?ne la réapparition de la porosité et déclenche même de nouveaux inconvénients tels que l'enrichissement de la phase α aux joints de grains, ce qui rend le dilemme de la microstructure difficile pour les efforts entrants et sortants.
Au cours de ses recherches sur le traitement thermique, l'équipe du CAS a découvert une fenêtre clé du processus de post-traitement où la transformation de phase et la croissance du grain des alliages de titane imprimés en 3D à haute température sont asynchrones. La transition de phase α à β se produit immédiatement avec une surchauffe suffisante, et bien que la température de croissance de la phase β ait été atteinte, les limites des grains ont besoin d'une période de gestation pour se réarranger. Profitant de cette précieuse fenêtre de traitement thermique, les chercheurs ont identifié une méthode de traitement thermique combinant le pressage isostatique à chaud et le traitement de courte durée à haute température, qui permet à la fois d'affiner les tissus et d'empêcher l'enrichissement de la phase α ainsi que la réapparition des micropores, pour finalement préparer des alliages de titane imprimés en 3D à l'état quasi-imprégné et presque microporeux.

Les alliages de titane TC4 présentant cette microstructure atteignent une limite de fatigue élevée d'environ 1 GPa, dépassant la résistance à la fatigue de tous les alliages de titane fabriqués additivement et corroyés actuels, ainsi que d'autres matériaux métalliques.