AMNews 讯 来自西班牙 IMDEA 材料研究所与马德里理工大学的联合研究团队，近日研发出一种以设计为核心的全新方法，成功提升了 3D 打印镍钛诺结构的综合性能。相关研究成果发表于《Virtual and Physical Prototyping》期刊，证实类织物编织结构能有效增强增材制造镍钛合金的变形能力，为该材料的 3D 打印应用突破了关键技术瓶颈。
镍钛诺（镍钛合金）凭借优异的形状记忆和超弹性特性，在生物医疗、高端工程等领域应用广泛，但传统 3D 打印工艺制备的该材料却存在显著性能短板。此前研究数据显示，3D 打印镍钛诺试样的变形能力仅为传统工业制备产品的约一半，增材制造过程还会导致材料脆性增加，成为制约其产业化应用的重要因素。
针对这一行业痛点，研究团队并未沿用传统的材料优化思路，而是将研究重心转向结构设计，通过几何构型的创新放大材料机械性能。团队采用激光粉末床熔融技术，成功制备出网格、球体、环形等多款复杂编织结构的镍钛诺部件。马德里理工大学与 IMDEA 材料研究所的 Andrés Díaz Lantada 教授表示，这批制品是迄今打造的结构最复杂的编织镍钛诺部件，展现了增材制造在复杂金属结构成型上的巨大潜力。
本次研究还推出了一套专为镍钛诺增材制造打造的算法化设计框架，研发出管状晶格、圆柱形编织架构两大核心结构体系。经机械性能测试验证，仅通过调整结构设计，就能让这些镍钛诺部件的刚度、承载能力、能量吸收效率及韧性在数个数量级范围内实现调控，大幅提升了产品性能的定制化空间。
为保障制造精度，研究团队借助计算机断层扫描技术，将打印试样与数字模型进行精准比对，充分验证了该制造工艺的准确性。这一验证结果也证实，该设计方法在打造复杂、可定制化镍钛诺架构方面具备显著有效性。
据悉，该研究工作得到了马德里自治区资助的 iMPLANTS-CM 项目的大力支持，其成果为 3D 打印镍钛诺材料在生物植入体、智能结构等领域的进一步应用奠定了重要技术基础，也为金属增材制造的结构设计创新提供了全新思路。
