Dėl gerų termomechaninių savybių, tokių kaip aukšta lydymosi temperatūra, didelis tankis, didelis šilumos laidumas ir vidutinis šiluminis plėtimasis, volframas yra pasirinkta medžiaga aukštoje temperatūroje. Be to, dėl didelio tankio ir itin mažo purškimo erozijos greičio jis tinka radiacijai ar kitoms ekstremalioms aplinkoms ir gali būti naudojamas gaminant bangolaidžius, kolimatorius, branduolinio reaktoriaus plazmos paviršiaus komponentus ir kt., apimančius aviaciją, aviaciją, karinę, mediciną ir branduolinę įrangą. pramonės šakos ir kt. Daugybė sričių.
Dėl daugybės volframo metalo privalumų jį sunku apdoroti. Gryno volframo lydymosi temperatūra siekia 3410 laipsnių Celsijaus. Nors volframo lydinio lydymosi temperatūra yra žemesnė, jie visi yra ugniai atsparūs metalai, kuriuos sunku pagaminti įprastais metodais. Paprastai volframas ir volframo lydiniai gali būti perdirbami į medžiagas miltelių metalurgijos ruošinių gamybos, ekstruzijos, kalimo, valcavimo, verpimo ir tempimo būdu, tačiau apdorojimo kaina yra didelė ir reikalauja daug laiko, o dalių, kurias galima pagaminti, struktūrinis sudėtingumas. yra ribotas.
Pastaraisiais metais 3D spausdinimo technologija suteikė galimybę gaminti volframo metalą, o šios medžiagos gamyba buvo tiriama naudojant įvairius 3D spausdinimo procesus, tokius kaip SLM, BJ, FDM ekstruzija ir DLP, kurie yra pagrįsti tiesioginiu lydymu. ir sukepinimas. galimumas. Cementinio karbido gamybos įmonės tikisi, kad ši nauja technologija gali atverti naujus volframo metalo gamybos būdus, o pagrindiniai 3D spausdinimo įrangos gamintojai taip pat aktyviai tyrinėjo volframo metalo formavimo procesą ir pareiškė, kad padarė laimėjimų.
Lydymosi pagrindu, tiesioginis lazerinis 3D spausdinimas
Selektyvus lazerinis lydymas (SLM/L-PBF) yra vienas iš sėkmingiausių priedų gamybos metodų, gaminančių didelio tikslumo ir aukštos kokybės funkcines dalis. Bėgant metams žinomi Kinijos metalo 3D spausdinimo gamintojai pareiškė, kad įveikė lazerinį 3D volframo spausdinimą ir sėkmingai įgyvendino pritaikymą. Pateikti pavyzdžiai yra volframo tinkleliai, skirti naudoti medicinoje, ir yra keletas tvarių. pranešimus.
Didžiausia lazerinių technologijų problema yra temperatūros gradientai, dėl kurių gali lengvai atsirasti liekamasis įtempis ir įtrūkimai. Lawrence'o Livermore'o nacionalinės laboratorijos mokslininkai atkreipė dėmesį, kad atliekant 3D spausdinimo volframo tyrimus, buvo pranešta apie didesnį nei 98 proc. tankį, tačiau mikroįtrūkimų susidarymas yra neišvengiamas. 3D spausdinimo technologijos nuoroda sužinojo apie mokslininkus iš kelių padalinių, užsiimančių šios medžiagos tyrimais. Volframo tinklelius palyginti lengva spausdinti. Nors stiprumas nėra didelis, jie gali atitikti medicininius apsaugos nuo spinduliuotės reikalavimus. Labai lengva įtrūkti spausdinant.
Volframo spausdinimas lazeriu gali būti patobulintas legiruojant ir optimizuojant procesą, tačiau abu metodai buvo riboti. Didelio tankio volframo lydiniams dėl komponentų įvairovės savybės labai skiriasi, lydymosi temperatūra skiriasi iki 2400 laipsnių, o kiekvieno elemento sočiųjų garų slėgis yra skirtingas. Tyrėjai iš Tiandzino universiteto ir Centrinio Pietų universiteto taip pat atkreipė dėmesį, kad naudojant SLM sunku užtikrinti volframo lydinių komponentų valdymą, taip pat sunku gaminti viso tankio volframo lydinius, pasižyminčius puikiomis mechaninėmis savybėmis.
Neabejotina, kad lazerio panaudojimas volframo tinkleliams gaminti yra reikšmingas proveržis ir sėkmingiausias tiesioginio lazerio lydymo pritaikymas, tačiau volframas taikomas ne tik tinkleliams.
Sukepinimu pagrįstas netiesioginis 3D spausdinimas
Netiesioginis 3D spausdinimas, pagrįstas sukepimu, yra dar vienas volframo metalo medžiagų apdorojimo būdas. Pagrindiniai procesai apima ekstruziją, kietėjimą šviesoje ir rišiklio purškimą. Šie procesai pirmiausia turi suformuoti detalės ruošinį, o tada naudoti tradicinį miltelinės metalurgijos procesą, kad būtų galima sukepinti ir sutankinti volframo metalą.
Miltelinis spaudimas (Powder Extrusion printing, PEP) yra pavyzdys, ši technologija neturi griežtų reikalavimų originalių miltelių sferiškumui ir sklandumui, kaitinant granules, sumaišytas su metalo milteliais ir polimero rišikliu, į išlydytą pastos skystį ir nusodinant. sluoksnis po sluoksnio, kad būtų sukurtas žalias korpusas, po nuriebalinimo ir sukepinimo gali būti suformuota lydinio dalis su norima struktūra ir dideliu našumu.
Volframo lydinio žalias korpusas
Volframo lydinys po sukepinimo
Miltelinio lydalo ekstruzijos netiesioginio 3D spausdinimo technologijos naudojimas turi tam tikrų pranašumų spausdinant volframo lydinio dalis, todėl galima gaminti beveik tinklo formos konstrukcines dalis. Be to, šis formavimo procesas yra paprastas, nereikalauja lazerinių įrenginių, o įrangos ir medžiagų sąnaudos yra nedidelės. Jis tinka miltelinėms medžiagoms, naudojamoms miltelių metalurgijoje, ir turi formavimo žemoje ir aukštoje temperatūroje savybes.
Apibendrinti
Kiekvienas procesas turi savo privalumų ir trūkumų. Dabartinė tiesioginė volframo metalo blokelių gamyba lazeriu turi įtrūkimo ir formavimo trūkumų, o ekstruzijos ir sukepinimo schemą sunku gaminti plonasienes tinklelio konstrukcijas.