新进展：3D打印可以为钨材料提供新的应用机会

中国粉体网讯  钨是一种结构紧密且坚固的金属，因其极佳的耐腐蚀性，在化工等许多领域都得到了广泛的应用。然而，其硬度高和熔点高的特点却阻碍了它在3D打印领域的发展。而现在有一支研究团队却对这个难题发起了挑战，并发表了一篇名为《激光粉末床融合工艺中的加工参数对纯钨的致密化、微观组织和晶体结构的影响》的论文。

研究人员解释说：“我们将激光粉末床制造工艺应用到了难熔金属上，比如论文中的纯钨粉。提出了一种制造高密度零件的工艺方案，并对激光能量密度的影响进行了研究。科研人员采用光学显微镜、XCT、SEM和EBSD等技术对工艺质量进行了评估，结果表明，激光能量密度可以将钨材料处理成良好的功能部件。”

根据工艺条件的不同，钨的体积密度和光学测定密度表现为94%到98%不等，但由于微观和宏观残余应力的存在，零件还是显示出了微裂纹等缺陷。

研究人员继续介绍道：“微观组织和晶体结构的分析结果表明，在激光束下形成的融化槽是通过外延生长机制来实现理想取向固化的。EBSD的织构分析结果显示出钨具有//Z的取向，与构建方向平行。”

两种类型的钨样品都是通过3D打印生产的，并使用扫描电子显微镜进行分析。尽管这些部件还存在容易开裂的问题，但研究人员确定，只要提高3D打印样品的密度和质量，未来它们在医疗辐射防护和核成像等领域以及其它等离子环境中一定大有所为。他们还得出结论，激光粉末床融合技术可用来制造密度相对较高的钨零件。

研究人员还补充道：“微观、宏观以及局部织构的分析结果显示了由外延生长机制产生的柱状晶粒结构，这与其他纯金属的表现相符合。密度高达348 J/mm³的激光能量可以使样品显示出强烈的//Z纤维结构。据推测，这可能与融化槽的形状有关，钨的高导热系数，低表面张力，再加上在Renishaw AM中沉积层的67°光栅方向旋转共同导致了这种现象。”

3D打印可以为钨材料提供新的应用机会，生产具有高精度和复杂性的部件。其他研究人员已经对钨材料的3D打印工艺进行了研究，其中一部分甚至已经实现了商业化。尽管面临挑战，但钨已经证明了它是一种有价值的3D打印材料，许多专家都对它的耐热性能感兴趣。

论文作者包括A.T. Sidambe, Y. Tian, P.B. Prangnell 以及 P. Fox。

（中国粉体网编辑整理/青禾）