关于金属钨3D打印

魔猴君  知识堂   21天前

钨已成为金属3D打印行业中备受青睐的材料。近年来，人们对如何最佳利用这种材料进行了深入研究。钨在增材制造领域的新应用不断涌现，2020年，钨打印终于取得突破性进展，此前脆性和微裂纹形成等问题一直困扰着生产。2021年，一种新的钨合金生产工艺——钨镍铁合金——被开发出来。即使在聚变能源领域，钨也能为满足人类能源需求做出重大贡献，并能承受聚变反应堆中的极端温度和条件。我们已为您总结了关于这种重金属您需要了解的一切。

钨的性质

这种材料的名称源于瑞典语，意为“重石”。事实上，它是最重的工业金属。钨是一种耐火的亮白色材料，密度为19.25克/立方厘米，一旦受到轻微污染就会变得易碎。此外，钨的熔点是所有金属中最高的，高达3410摄氏度。钨的沸点为5700摄氏度，因此主要用于制造灯泡。

纯钨（图片来源：©vvoe–stock.adobe.com）

纯钨要么非常软，要么很脆，几乎总是与其他元素结合形成合金，而合金以其高硬度而闻名。最著名的合金是碳化钨，它是钨和碳的混合物。其他合金包括高速钢，以及与钴、铜、青铜、铬、铁或镍等元素的合金。钨也是镍钼铬高温合金哈氏合金的组成成分。所有这些合金都能制成极其坚硬的材料。

钨3D打印技术

目前，钨的加工方法主要有两种。数字激光熔化（DMLS）利用红外激光熔化钨粉并层层粘合。最初，由于钨的熔点很高，钨的打印面临着诸多技术挑战。然而，通过将纯钨粉与镍铁合金或镍铜合金混合，这些挑战得以克服。第二种方法是粘结剂喷射成型。在这种情况下，ExOne公司与一家材料制造商合作，开发了一种用于机器的铜钨复合金属。化学熔化（EBM）工艺也已成功应用于钨的加工。该方法的优势在于可以对金属进行预热，从而有助于防止变形和残余应力的产生。

可以使用钨镍铁合金制造复杂零件。（照片来源：Gesellschaft für Wolfram Industrie GmbH）

钨3D打印的应用及优势

由于其耐热特性，钨主要用于航空航天和国防领域。它常见于火箭发动机喷嘴、工具、飞机涡轮叶片和武器弹头中。在医疗领域，钨也因其辐射屏蔽性能而成为核磁共振扫描仪和辐射防护应用的理想材料。此外，钨还应用于汽车行业、化学工业，甚至休闲娱乐领域。它也用于离子发生装置，特别是阴极和阳极。

钨具有良好的耐腐蚀性，能吸收X射线和伽马射线，并且耐大多数酸。此外，这种重金属还具有生物相容性。由于其耐腐蚀、耐磨损以及良好的导热性，钨合金常用于铝的铸造工艺中。总而言之，这种材料的这些特性使其在众多领域得到应用。

编译整理：3dnatives