Технологичен пробив: Открит е начин за 3D принтиране на твърди сплави от волфрамов карбид и кобалтов карбид

Твърдите сплави от волфрамов карбид и кобалтов карбид (WC-Co) се използват в производството на режещи инструменти и строително оборудване и обикновено се произвеждат чрез прахова металургия, която изисква високо налягане и създава много отпадъци. Изследователи от Япония предложиха метод за адитивен печат с волфрамов карбид, който потенциално ще намали използването на скъпи материали, без да се жертва високата твърдост на крайния продукт.

„Синтетичните карбиди са изключително твърди материали, използвани за режещите ръбове на инструментите и другите подобни приложения, но те се произвеждат от много скъпи суровини като волфрам и кобалт. Би било много желателно да се намали използването на тези материали. Чрез употребата на адитивна технология карбидът може да се нанася само там, където е необходим, като по този начин се намалява потреблението на този материал“,

заяви Кейта Марумото от Университета в Хирошима, водещ изследовател.

Екипът му използва специфичен метод за адитивен печат – коаксиално лазерно топене с използване на запълваща тел. Този подход позволява материалът да се отпечатва точково само там, където е необходим, като по този начин драстично се намалява консумацията на волфрам и кобалт. Лазерният лъч омекотява спечената карбидна лента, без да я разтопява напълно, и се използва за постепенно отпечатване на структурите. След това се нанася междинен слой от никелова сплав за постигане на най-добри резултати.

Тестовите показатели демонстрират, че чрез този метод може да се постигне твърдост над 1400 HV, без да се причиняват дефекти или да се нарушава структурата. Това високо ниво на твърдост по Викерс е сравнимо с индустриалните аналози, получени по традиционния метод.

Според изследователите новият подход може да се прилага не само за твърди сплави, но и за други материали. В бъдеще изследователите възнамеряват да решат проблема с напукването, да научат как да формират по-сложни форми и да адаптират метода за директното производство на режещи инструменти. Разработката открива пътя към по-икономично и устойчиво производство на материали с повишена износоустойчивост.