บทความแรกของ Nature ในสาขาเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติสำหรับปี 2024 ได้รับการตีพิมพ์เมื่อวันที่ 27 กุมภาพันธ์ ทีมวิจัยจากสถาบันวิจัยโลหะแห่งสถาบันวิทยาศาสตร์จีนได้ตีพิมพ์บทความที่มีชื่อว่า "ความต้านทานความล้าสูงในโลหะผสมไททาเนียมผ่านการพิมพ์สามมิติแบบเกือบไม่มีช่องว่าง"

บทความนี้เสนอว่าโครงสร้างจุลภาคพื้นฐานของวัสดุที่พิมพ์ด้วยระบบ 3 มิติ มีคุณสมบัติต้านทานการล้าสูงโดยธรรมชาติ ซึ่งการลดลงของคุณสมบัตินี้อาจเกิดจากการมีอยู่ของรูพรุนขนาดเล็ก (ไมโคร-โพร์) ความพยายามตามแบบดั้งเดิมในการกำจัดไมโคร-โพร์มักส่งผลให้เกิดการหยาบของเม็ด (เกรน) ในขณะที่กระบวนการปรับปรุงความละเอียดของเม็ดในภายหลังอาจนำไปสู่การกลับมาของรูพรุนหรืออาจกระตุ้นปัจจัยที่เป็นอันตรายใหม่ ๆ เช่น การสะสมของเฟส α ที่ขอบเขตเม็ด ซึ่งสร้างปัญหาในการปรับปรุงโครงสร้างจุลภาค ที่ความก้าวหน้าต้องเผชิญกับอุปสรรค
ในระหว่างการวิจัยเกี่ยวกับการอบความร้อน ทีมจากสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งประเทศจีนได้ระบุช่วงเวลาสำคัญหลังการประมวลผล: การเปลี่ยนแปลงเฟสและการเติบโตของเม็ดในไทเทเนียมอัลลอยที่พิมพ์ด้วยระบบ 3 มิติ แสดงให้เห็นถึงความไม่สอดคล้องกันที่อุณหภูมิสูง เมื่อมีความร้อนเกินพอเพียง การเปลี่ยนแปลงเฟสจาก α เป็น β จะเกิดขึ้นทันที ในขณะที่ขอบเขตของเม็ดต้องการช่วงเวลาสำหรับการเกิดนิวเคลียสเพื่อจัดเรียงใหม่ แม้ว่าจะถึงอุณหภูมิการเติบโตของเฟส β แล้วก็ตามการใช้ประโยชน์จากช่วงเวลาการอบชุบด้วยความร้อนที่มีคุณค่านี้ นักวิจัยได้พัฒนาวิธีการผสมผสานระหว่างการอัดด้วยความร้อนแบบไอโซสแตติกและการอบที่อุณหภูมิสูงเป็นเวลาสั้นๆ วิธีการนี้สามารถปรับปรุงโครงสร้างจุลภาคและป้องกันการสะสมของเฟส α และการกลับมาของรูพรุนขนาดเล็กได้สำเร็จ ส่งผลให้ได้โลหะผสมไทเทเนียมที่พิมพ์สามมิติซึ่งมีคุณสมบัติใกล้เคียงกับของที่ผลิตในโรงงานโดยแทบไม่มีรูพรุนขนาดเล็กเลย

โลหะผสมไทเทเนียม TC4 ที่มีโครงสร้างจุลภาคเช่นนี้สามารถบรรลุขีดจำกัดความเหนื่อยล้าสูงถึงประมาณ 1 กิกะปาสคาล (GPa) ซึ่งสูงกว่าความต้านทานการเหนื่อยล้าของโลหะผสมไทเทเนียมที่ผลิตโดยวิธีการผลิตเพิ่มเติมในปัจจุบันทั้งหมด รวมถึงโลหะผสมไทเทเนียมที่ผลิตโดยการตีขึ้นรูป และวัสดุโลหะอื่น ๆ