2023年2月6日，南极熊获悉，Hyperion精密解决方案是一家全球领先的材料科学公司，它不仅为用户处理复杂的零件几何形状，还为客户提供硬质材料专业知识，同时采用先进的3D打印技术为它们提供以前不可能实现的几何形状。
△Hyperion正在推动碳化钨作为3D打印制造技术中的新兴合金
碳化钨材料
与工具钢相比，碳化钨具有出色的硬度特性，与陶瓷相比，碳化钨具有出色的韧性，因此被用于许多行业。
考虑到这些卓越的特性，碳化钨最常与金属切削应用（如锯切、铣削和车削）中使用的工具相关联。许多人惊讶地发现碳化钨还经常用于流体分配或流动应用，因为它在暴露于侵蚀性磨损时具有出色的使用寿命。另外，碳化钨改进的耐磨性能可延长水刀切割、石油和天然气以及电子等行业的喷嘴等部件的使用寿命。
首先，这里应该解释一下，碳化钨是用于广泛类别合金的名称，这些合金由实际的碳化钨和金属粘合剂以及其他添加的碳化物（即TiC和TaC）组成。两种最常见的金属粘合剂是钴和镍。金属粘结剂影响硬度、韧性以及化学相容性的性能。它的含量可能在成品材料的3-20%之间变化，这取决于所需的性能。
△3D打印碳化钨流量控制组件
传统工艺遇到的问题
即压即用粉末是通过将碳化钨(WC)粉末、金属粘合剂和有机粘合剂混合在溶剂中制成的，然后使用喷雾干燥工艺从混合物中蒸发溶剂。然后在压力机中压实粉末，形成生坯，强度大致相当于一根粉笔。虽然生坯易碎，但可以使用传统的车削、铣削和钻孔技术进行加工。计算几何形状时必须小心，因为生坯在烧结过程中会收缩20%。此外，在烧结过程中的温度（2500-2700 华氏度)随着金属粘合剂的熔化，零件将变得相对柔软，薄壁区域可能会塌陷。当从烧结过程中取出时，零件处于硬化状态。此外，由于收缩率的原因，在生坯成型期间无法创建精确的特征，这意味着必须在烧结后向硬化部件添加复杂且精确的几何特征。
与钢部件不同，在硬化状态下的碳化钨不能以常规方式进行车削、钻孔、铣削或焊接。同时，传统的磨削和EDM工艺既耗时又昂贵，而且创建特定几何形状的能力有限。
△3D打印碳化钨螺杆泵转子
碳化钨3D打印应用案例
针对以上问题，这就是粘合剂喷射和FDM等3D打印技术，可以通过创建以前在碳化钨中不可能实现的几何形状，来增加客户价值。虽然在打印和压制粉末方面存在挑战，但目前技术正在取得进步。
有这样一个3D打印螺杆泵转子（Moineau原理）的案例，它的几何形状不可能在生部件中形成或在成品部件中磨削。因此，借助3D打印技术，泵设计师在设计具有战性的液体泵时，可以使用另一种材料来对抗磨粒磨损。
△3D打印碳化钨喷嘴
另一个例子是创建用于流体分配的一体式喷嘴或扩散器，其中弯曲的流体路径是首选。就在几年前，这些几何形状还被认为在碳化钨中是不可能实现的，这让工程师不得不选择次优材料或效率较低的几何形状，这两种情况都会给客户带来持续的维护成本。
Hyperion精密解决方案将参加2023年2月7日至9日，在纽约市举行的2023 AMS增材制造战略会议。
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