升華三維3D打印材料鎢合金顆粒，探索鎢金屬設(shè)計可行性

說到金屬鎢,，大家的第一反應(yīng)大多會是“燈泡里那根會發(fā)光的燈絲”，其實不然,，鎢既被用于制造硬質(zhì)合金,，號稱“工業(yè)的牙齒”，也被用于制造純鎢制品或鎢合金,，稱為戰(zhàn)爭金屬之王,。鎢在軍事上的廣泛用途決定了其作為一個國家的戰(zhàn)略資源地位，鎢被歐盟認定是14種關(guān)鍵原材料之一,，在美國國家風險清單中鎢的地位也很高,，都是被嚴格限制出口的材料之一。



鎢材料簡介

鎢的熔點是所有金屬元素中最高的,，密度(19.3 g/cm3)很高,，鎢的硬度也很高,，如碳化鎢的硬度則與金剛石接近。此外,，鎢還具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,，較小的膨脹系數(shù)等特性，因而被廣泛應(yīng)用到合金,、電子,、化工等領(lǐng)域，其中硬質(zhì)合金是鎢最大的消費領(lǐng)域,。

鎢金屬是典型的難熔金屬,，難成形材料，也難以通過金屬3D打印技術(shù)進行加工,。鎢金屬的傳統(tǒng)制造工藝是將碳化鎢粉末壓制成所需的形狀,，然后通過燒結(jié)工藝提高零件的強度和密度。目前市面上少量企業(yè)通過基于粉末床工藝的電子束熔化（EBM）和選區(qū)激光熔化（SLM）3D打印技術(shù)在探索純鎢以及鎢合金的制造,，這兩種技術(shù)均為直接金屬3D打印技術(shù),。

升華三維首創(chuàng)的“3D打印+粉末冶金”相結(jié)合的金屬·陶瓷間接3D打印技術(shù)——粉末擠出打印技術(shù)（PEP），能夠在無模具的情況下將鎢金屬粉末成型,，然后再結(jié)合傳統(tǒng)的脫脂燒結(jié)等工藝進行后處理,，獲得最終的強度。該間接3D打印技術(shù)的應(yīng)用,，不僅能夠節(jié)省模具制造時間與成本,，還能夠?qū)崿F(xiàn)更為復(fù)雜的零部件設(shè)計，提升零部件的附加值,。



△PEP技術(shù)工藝流程

由升華三維推出的金屬3D打印材料——鎢合金顆粒料（UPGM-96WNIFE）,，是一種金屬聚合物復(fù)合材料，呈灰色,，粒徑在8-14目的近球形顆粒,，可用于生產(chǎn)鎢合金的部件。與以往涉及到的鎢合金3D打印粉末所不同的是,，這種鎢合金材料是采用的是PEP技術(shù),。通過升華三維3D打印機逐層快速打印出預(yù)設(shè)的模型生坯，然后經(jīng)過脫脂和燒結(jié)工藝,，得到最終致密的金屬部件,。


△3D打印材料—鎢合金顆粒料


△鎢合金樣品展示

打印好的鎢合金部件具有超高的密度、硬度,，良好的光澤度和質(zhì)感,，延展性及導(dǎo)熱性好，電性能優(yōu)良,，抗拉強度高,，吸收射線能力強,。主要應(yīng)用于航空航天、軍事國防,、核工業(yè),、工業(yè)制造及飾品等領(lǐng)域。



△燒結(jié)件力學性能

除了開發(fā)鎢合金3D打印材料,，升華三維還提供硬質(zhì)合金零件的3D打印服務(wù),，希望幫助應(yīng)用端探索鎢金屬的全新設(shè)計可行性。升華三維正在推進的鎢合金間接3D打印技術(shù),，是否將為鎢合金應(yīng)用領(lǐng)域帶來高速以及更低成本的批量生產(chǎn)解決方案,，讓我們拭目以待。