Учените са открили метод за 3D принтиране на един от най-твърдите метали на Земята

Нов метод за 3D печат, използващ лазерно нагрята тел позволява създаването на инструменти от свръхтвърд волфрамов карбид с минимални дефекти и разхищение на скъпи суровини.

Волфрамово-кобалтовият карбид (WC-Co) се цени заради изключителната си твърдост, но именно това негово свойство го прави труден за обработка. Традиционните методи на праховата металургия изискват големи количества скъпи материали и имат нисък добив на годна продукция.

Изследователи от Университета в Хирошима и компанията Mitsubishi Materials Hardmetal предложиха алтернатива – адитивно производство (3D-печат) с използване на лазерно облъчване на нагрята тел. При този процес материалите се омекотяват, а не се разтопяват напълно, което позволява да се формира детайл само там, където е необходимо.

„Волфрамовият карбид се произвежда от много скъпи суровини, затова намаляването на разхода на материал е изключително желателно. Използвайки адитивното производство, материалът може да се нанася само на необходимите места, като по този начин се намалява неговото потребление.“

— обясни водещият автор на изследването, доцент в Университета в Хирошима Кейта Марумото

Експериментите показаха, че по този начин може да се получи материал с твърдост над 1400 HV, което отговаря на индустриалните стандарти и е близо до свръхтвърдите материали като сапфир и диамант. Ключово постижение беше създаването на структура без пори.

За да отстранят дефектите и да запазят твърдостта, учените са използвали междинен слой на базата на никелова сплав и са контролирали внимателно температурните условия. В бъдеще работата ще се съсредоточи върху намаляване на образуването на пукнатини и отпечатване на по-сложни форми. Според Марумото този подход може да се приложи не само към волфрамовият карбид, но и към други материали.