Volframs ir izvēlēts materiāls izmantošanai augstā temperatūrā, jo tam ir labas termomehāniskās īpašības, piemēram, augsts kušanas punkts, augsts blīvums, augsta siltumvadītspēja un mērena siltuma izplešanās. Turklāt tā augstais blīvums un ārkārtīgi zemais izsmidzināšanas erozijas ātrums padara to piemērotu radiācijai vai citām ekstremālām vidēm, un to var izmantot, lai ražotu viļņvadus, kolimatorus, kodolreaktoru plazmas virsmas komponentus utt., kas attiecas uz aviāciju, aviāciju, militāro, medicīnu un kodolenerģiju. nozares utt. Daudzas jomas.
Plašais volframa metāla priekšrocību klāsts arī apgrūtina tā apstrādi. Tīra volframa kušanas temperatūra ir pat 3410 grādi pēc Celsija. Lai gan volframa sakausējuma kušanas temperatūra ir pazemināta, tie visi ir ugunsizturīgi metāli, kurus ir grūti ražot ar parastajām metodēm. Parasti volframu un volframa sakausējumus var pārstrādāt materiālos ar pulvermetalurģijas sagatavju izgatavošanu, ekstrūzijas, kalšanas, velmēšanas, vērpšanas un vilkšanas palīdzību, taču apstrādes izmaksas ir augstas un laikietilpīgas, kā arī ražojamo detaļu strukturālā sarežģītība. ir ierobežots.
Pēdējos gados 3D drukas tehnoloģija ir nodrošinājusi līdzekli volframa metāla ražošanai, un šī materiāla ražošana ir pētīta, izmantojot dažādus 3D drukāšanas procesus, piemēram, SLM, BJ, FDM ekstrūzija un DLP, kuru pamatā ir tieša kausēšana. un saķepināšana. iespējamību. Cementa karbīda ražošanas uzņēmumi cer, ka šī jaunā tehnoloģija var pavērt jaunu ceļu volframa metāla ražošanai, un galvenie 3D drukas iekārtu ražotāji arī ir aktīvi izpētījuši volframa metāla formēšanas procesu un pauduši, ka ir guvuši sasniegumus.
Uz kausēšanu balstīta tiešā lāzera 3D druka
Selektīvā lāzerkausēšana (SLM/L-PBF) ir viens no veiksmīgākajiem piedevu ražošanas paņēmieniem augstas precizitātes un augstas kvalitātes funkcionālo daļu ražošanai. Gadu gaitā pazīstami metāla 3D drukas ražotāji Ķīnā ir paziņojuši, ka ir uzvarējuši volframa lāzera 3D drukāšanu un veiksmīgi realizējuši pielietojumu. Visi minētie piemēri ir volframa režģi izmantošanai medicīnā, un ir daži ilgtspējīgi režģi. ziņojumi.
Lielākā problēma ar lāzeru balstītām tehnoloģijām ir temperatūras gradientu esamība, kas var viegli izraisīt atlikušo spriegumu un izraisīt plaisāšanu. Lawrence Livermore Nacionālās laboratorijas pētnieki norādīja, ka 3D drukāšanas pētījumos ar volframu ir ziņots par augstu blīvumu, kas pārsniedz 98 procentus, bet mikroplaisu veidošanās ir neizbēgama. 3D drukas tehnoloģiju atsauce ir uzzinājusi par pētniekiem no vairākām vienībām, kas nodarbojas ar šī materiāla izpēti. Volframa režģus ir samērā viegli drukāt. Lai gan izturība nav augsta, tie var atbilst medicīniskajām prasībām attiecībā uz aizsardzību pret radiāciju. Ļoti viegli saplaisāt drukāšanas laikā.
Volframa lāzerdruku var uzlabot, izmantojot leģēšanu un procesa optimizāciju, taču abām pieejām ir bijuši nelieli panākumi. Augsta blīvuma volframa sakausējumiem komponentu daudzveidības dēļ īpašības ir ļoti atšķirīgas, kušanas temperatūra mainās līdz 2400 grādiem, un katra elementa piesātinātā tvaika spiediens ir atšķirīgs. Pētnieki no Tjandzjiņas universitātes un Centrālās Dienvidu universitātes arī norādīja, ka ir grūti nodrošināt volframa sakausējumu komponentu vadāmību, izmantojot SLM, kā arī ir grūti ražot pilna blīvuma volframa sakausējumus ar izcilām mehāniskām īpašībām.
Neapšaubāmi, lāzera izmantošana volframa režģu ražošanā ir nozīmīgs izrāviens un visveiksmīgākais tiešās lāzera kausēšanas pielietojums, taču volframa pielietojums nav paredzēts tikai režģiem.
Uz saķepināšanu balstīta, netieša 3D druka
Netiešā 3D druka, kuras pamatā ir saķepināšana, nodrošina vēl vienu apstrādes metodi volframa metāla materiālu veidošanai. Galvenie procesi ietver ekstrūzijas, gaismas cietēšanas un saistvielas strūklu. Šie procesi ir paredzēti, lai vispirms izveidotu detaļas sagatavi un pēc tam izmantotu tradicionālo pulvermetalurģijas procesu, lai realizētu volframa metāla saķepināšanu un blīvēšanu.
Pulvera ekstrūzijas druka (Powder Extrusion printing, PEP) ir piemērs, šai tehnoloģijai nav stingru prasību oriģinālā pulvera sfēriskumam un plūstamībai, karsējot granulas, kas sajauktas ar metāla pulveri un polimēru saistvielu, izkausētā pastas šķidrumā un nogulsnējot. to slāni pa slānim, lai iegūtu zaļu korpusu, pēc attaukošanas un saķepināšanas var izveidot sakausējuma daļu ar vēlamo struktūru un augstu veiktspēju.
Volframa sakausējuma zaļš korpuss
Volframa sakausējums pēc saķepināšanas
Pulverkausējuma ekstrūzijas netiešās 3D drukas tehnoloģijas izmantošanai ir noteiktas priekšrocības volframa sakausējuma detaļu drukāšanā, ļaujot izgatavot gandrīz tīkla formas konstrukcijas daļas. Turklāt šis formēšanas process ir vienkāršs, tam nav nepieciešamas lāzerierīces, un tam ir zemas aprīkojuma un materiālu ievades izmaksas. Tas ir piemērots pulvermetalurģijā izmantotajiem pulvera materiāliem, un tam piemīt zemas temperatūras formēšanas un augstas temperatūras formēšanas īpašības.
Apkopojiet
Katram procesam ir savas priekšrocības un trūkumi. Pašreizējā volframa metāla bloku tiešajā lāzera ražošanā ir trūkumi plaisāšanā un formēšanā, un ekstrūzijas un saķepināšanas shēmai ir grūti izgatavot plānsienu režģa konstrukcijas.