研究人員提出3D印刷鎢的解決方案

鎢是一種緻密、堅固的金屬，具有廣泛的應用價值，特別是在化學工業中——由於其具有耐腐蝕性。然而，它的硬度和極高的熔點使其成為難以進行3D列印的材料。而據《3D列印商情》了解，在近日的一篇題為《加工參數對純鎢激光粉末床熔化過程中緻密化、微觀結構和晶體結構的影響》的論文中，一組研究人員解決了這些挑戰。

「這項工作看起來將其[激光粉末床製造]的用途擴展到難熔金屬，例如論文所考慮的那些研究純鎢粉的行為，」研究人員解釋說。「製作高密度零件的策略是通過創建一個過程圖來開發的，其中研究了激光能量密度的影響。使用不同的技術評估過程質量，包括光學顯微鏡、XCT、SEM和EBSD。結果表明，激光能量密度足以加工鎢以生產功能部件。」

取決於工藝條件，鎢的堆積密度和光學確定的密度範圍為94％至98％，但是由於微觀和宏觀尺度的殘餘應力，這些部件顯示出微裂紋和缺陷。

「對微觀結構和局部晶體結構的分析表明，在激光束下形成的熔池有利於通過外延生長機制在優選方向上凝固，」研究人員繼續說道。「鎢樣品的EBSD局部織構分析顯示//Z優先纖維織構，與構建方向平行。」

兩種類型的鎢樣品被3D列印，並使用掃描電子顯微鏡進行分析。儘管這些部件容易開裂，但研究人員確定，3D列印過程中產生的樣本的密度和質量足夠高，可用於醫療輻射屏蔽和核成像以及其他面向等離子的環境。他們還得出結論，激光粉末床熔合的參數可以定製，以製造具有相對高密度的鎢部件。

他們補充說：「微觀結構，全局和局部晶體結構的分析顯示了外延再生長機制產生的柱狀晶粒結構，如其他純金屬AM工藝所述。」 使用高達348J/mm3的激光能量密度導致樣品顯示出異常強烈的//Z纖維質地。據推測，由於鎢的高導熱性和表面張力，以及雷尼紹AM設備中沉積層之間採用的67°光柵方向旋轉，這可能與LPBF中通常看到的更深的熔池形狀有關。

3D列印鎢可以為材料提供新的應用，因為它可以生產具有高精度和複雜性的零件。其他研究人員之前已經研究過鎢3D列印，3D列印的鎢組件甚至已經商業化。儘管面臨挑戰，鎢已經證明自己是一種有價值的3D列印材料，許多專家對其耐熱性能特別感興趣。（該論文的作者包括A.T. Sidambe，Y。Tian，P.B。 Prangnell和P. Fox）

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！