Spojrzenie na właściwości drukowanego wolframu 3D

"Ta praca zamierza rozszerzyć zastosowanie [produkcji laserowym łożem proszkowym] do materiałów ogniotrwałych, takich jak te rozważane w tym artykule, gdzie badane jest zachowanie czystego proszku wolframu" - wyjaśniają naukowcy. "Opracowano strategię wytwarzania części o wysokiej gęstości, tworząc mapę procesów, w której badano wpływ gęstości energii laserowej. Jakość procesu oceniano za pomocą różnych technik, w tym mikroskopii świetlnej, XCT, SEM i EBSD. Wyniki pokazały, że gęstość energii lasera była odpowiednia do przetwarzania wolframu w celu wytworzenia części funkcjonalnych. "

W zależności od warunków procesu gęstość objętościowa i optycznie określone gęstości wolframu mieściły się w zakresie od 94 do 98%, ale części wykazywały mikropęknięcia i wady z powodu naprężeń szczątkowych w skali mikro i makr.

"Analiza mikrostruktury i miejscowej tekstury krystalograficznej wykazała, że ​​utworzona pod wiązką laserową płytka stopu sprzyja krzepnięciu w preferowanej orientacji przez epitaksjalny mechanizm wzrostu "- kontynuują naukowcy. "Analiza lokalnych faktur EBSD próbek wolframu wykazała preferencyjną teksturę włókna <111> // Z, równoległą do kierunku kompilacji."

Dwa rodzaje próbek wolframu wydrukowano 3D i analizowano za pomocą skanowania mikroskopia elektronowa. Chociaż części były podatne na pękanie, badacze stwierdzili, że gęstość i jakość próbek wytwarzanych w procesie drukowania 3D są wystarczająco wysokie do zastosowania w takich zastosowaniach, jak medyczne ekranowanie radiacyjne i obrazowanie jądrowe, oraz w innych środowiskach skierowanych do plazmy. Stwierdzili także, że parametry dla laserowej fuzji zło a proszku mogą być dostosowane do wytwarzania części wolframowych o stosunkowo du ych gęstościach.

"Analiza mikrostruktury, globalna i miejscowa tekstura krystalograficzna wykazała kolumnową strukturę ziarnistą wygenerowaną przez epitaksjalne mechanizm ponownego wzrostu, jak zauważono w innych procesach AM z czystymi metalami ", dodają. "Wykorzystanie gęstości energii lasera do 348 J / mm3 doprowadziło do próbek wykazujących niezwykłą moc tekstury włókna <111> // Z. Postuluje się, że może to być związane z głębszym kształtem basenu meltowego niż normalnie obserwowany w LPBF z powodu wysokiej przewodności cieplnej i napięcia powierzchniowego wolframu, w połączeniu z rotacją kierunku rastra wynoszącą 67 °, stosowaną pomiędzy zdeponowanymi warstwami w maszynie Renishaw AM. "< / p>

Wolfram drukowania 3D pozwala na nowe zastosowania dla materiału, ponieważ może on produkowaćczęści o wysokim poziomie dokładności i złożoności. Drukowanie w trybie Tungsten 3D było badane wcześniej przez innych badaczy, a drukowane w 3D komponenty wolframowe zostały nawet skomercjalizowane. Pomimo wyzwań, wolfram okazał się cennym materiałem do drukowania 3D, którego wielu ekspertów jest podekscytowanych, szczególnie ze względu na jego właściwości termoodporne.

Autorzy artykułu obejmują A.T. Sidambe, Y. Tian, ​​P.B. Prangnell i P. Fox.