近日, TWI(英国焊接研究协会创立的独立研究和技术组织)增材制造部门展示了一段非常震撼的视频,其采用SLM技术制造了20张具有高度柔性的钨薄片,其厚度仅70μm,将钨的3D打印水平提高到了新高度。


70μm厚度的3D打印钨片

      作为一种非常小众的3D打印材料,钨的熔点高达3400°C,是熔点最高的金属材料;传统加工方式也只能加工钨镍铁合金,而无法直接加工纯钨。金属3D打印技术似乎能够解决它的加工难题,然而,采用激光粉末床技术制造的纯钨零件内部极容易出现微裂纹等缺陷,因此限制了钨的3D打印应用。

     尽管面临挑战,钨已经证明自己是一种有价值的3D打印材料。钨及其合金广泛用于电子、电光源工业,也在航天、铸造、武器等部门中用于制作火箭喷管、压铸模具、穿甲弹芯、触点、发热体和隔热屏等。此外, 采用3D打印制造的纯钨格栅尤其适合于制造CT机的准直器。

     实际上,3D打印的钨组件已经开始商业化。国内外制造商早在五年前已经开发出适合于3D打印的钨粉和打印工艺,甚至已经有定制化的设备交付客户,因此足以看出钨的3D打印存在市场需求。

铂力特打印100%纯钨材料光栅

     3D打印对于制造薄壁零件非常有效,这给CT机准直器的准直孔径角和形状带来了极大的制造自由度。国内很多制造商也多将可打印纯钨的最小壁厚作为重要的宣传参数。从报道来看,目前普遍实现的最小壁厚为0.1mm。

     TWI展示的高度柔性、具有极大高宽比的 70μm 3D打印钨薄片,无疑将最小壁厚达到了新的水平,同时证明研究人员克服了包括微裂纹、应力在内的钨材料3D打印更多的难题。
LLNL利用模拟和监控技术进行了钨的3D打印研究

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LLNL利用模拟和监控技术进行了钨的3D打印研究,指出钨零件的3D打印过程中出现微裂纹的确切原因仍然是个谜,但其3D打印工艺需要将优化机器参数与材料组成相结合,预热和控制打印室中的氧气水平对于降低应变速率非常重要,材料中的杂质浓度也有影响。 

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