升华三维3D打印材料钨合金颗粒，探索钨金属设计可行性

说到金属钨，大家的第一反应大多会是“灯泡里那根会发光的灯丝”，其实不然，钨既被用于制造硬质合金，号称“工业的牙齿”，也被用于制造纯钨制品或钨合金，称为战争金属之王。钨在军事上的广泛用途决定了其作为一个国家的战略资源地位，钨被欧盟认定是14种关键原材料之一，在美国国家风险清单中钨的地位也很高，都是被严格限制出口的材料之一。



钨材料简介

钨的熔点是所有金属元素中最高的，密度(19.3 g/cm3)很高，钨的硬度也很高，如碳化钨的硬度则与金刚石接近。此外，钨还具有良好的导电性和导热性，较小的膨胀系数等特性，因而被广泛应用到合金、电子、化工等领域，其中硬质合金是钨最大的消费领域。

钨金属是典型的难熔金属，难成形材料，也难以通过金属3D打印技术进行加工。钨金属的传统制造工艺是将碳化钨粉末压制成所需的形状，然后通过烧结工艺提高零件的强度和密度。目前市面上少量企业通过基于粉末床工艺的电子束熔化（EBM）和选区激光熔化（SLM）3D打印技术在探索纯钨以及钨合金的制造，这两种技术均为直接金属3D打印技术。

升华三维首创的“3D打印+粉末冶金”相结合的金属·陶瓷间接3D打印技术——粉末挤出打印技术（PEP），能够在无模具的情况下将钨金属粉末成型，然后再结合传统的脱脂烧结等工艺进行后处理，获得最终的强度。该间接3D打印技术的应用，不仅能够节省模具制造时间与成本，还能够实现更为复杂的零部件设计，提升零部件的附加值。



△PEP技术工艺流程

由升华三维推出的金属3D打印材料——钨合金颗粒料（UPGM-96WNIFE），是一种金属聚合物复合材料，呈灰色，粒径在8-14目的近球形颗粒，可用于生产钨合金的部件。与以往涉及到的钨合金3D打印粉末所不同的是，这种钨合金材料是采用的是PEP技术。通过升华三维3D打印机逐层快速打印出预设的模型生坯，然后经过脱脂和烧结工艺，得到最终致密的金属部件。


△3D打印材料—钨合金颗粒料


△钨合金样品展示

打印好的钨合金部件具有超高的密度、硬度，良好的光泽度和质感，延展性及导热性好，电性能优良，抗拉强度高，吸收射线能力强。主要应用于航空航天、军事国防、核工业、工业制造及饰品等领域。



△烧结件力学性能

除了开发钨合金3D打印材料，升华三维还提供硬质合金零件的3D打印服务，希望帮助应用端探索钨金属的全新设计可行性。升华三维正在推进的钨合金间接3D打印技术，是否将为钨合金应用领域带来高速以及更低成本的批量生产解决方案，让我们拭目以待。