查看: 204|回复: 0

SLM和EBM 3D打印金属钨的对比研究

[复制链接]

488

主题

488

帖子

1692

积分

金牌会员

Rank: 6Rank: 6

积分
1692
发表于 2020-4-20 23:13:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
2020年4月,乔纳森·赖特最近向谢菲尔德大学材料科学与工程系提交了一篇论文,探讨了用稀有金属钨进行3D的问题。在“ 通过选择性激光熔化和电子束熔化的钨的增材制造 ”中,赖特详细介绍了使用选择性激光熔化和电子束熔化的纯钨粉末床增材制造的潜力。

SLM和EBM 3D金属钨的对比研究论文:关注南极熊3D下载

202004201253295643.jpg

202004201253295643.jpg


钨由钨铁矿WO4)和白钨矿衍生,不仅具有所有元素中最低的蒸气压,而且具有高熔点和“拉成细丝”的能力。如今,它已用于灯丝和许多其他应用中,可用于高温或需要高密度的场景,例如X射线屏蔽。
赖特还解释说,由于钨的热特性,“低的spluttering yield溅射产率和较短的活化衰减时间”,它也适用于核聚变实验。
“虽然可以对钨进行机械加工,但很困难,需要专业知识,并且必须严格遵守严格条件,”赖特说。“可以通过克服一些困难的放电加工Electrical Discharge Machining来形成更复杂的结构。”
由于钨的化学、物理和机械组成会带来挑战和局限性,因此需要考虑合金化。但是,赖特指出,虽然已经对“大量”合金进行了试验,但是还有很大空间。迄今为止,钨-合金被认为具有最大的改善延展性的潜力。

202004201253297967.jpg

202004201253297967.jpg


△钨湿法冶金的一般流程图
在赖特研究的实验阶段,他使用雷尼绍SLM 125来制造样品零件,并使用雷尼绍AM 400来制造其他零件。

202004201253301209.jpg

202004201253301209.jpg


△雷尼绍SLM 125金属3D机


对于EBM工艺,使用了Arcam S12系统


202004201253302078.jpg

202004201253302078.jpg


△ARCAM S12 EBM金属3D机
赖特发现很难制造出没有缺陷的钨零件,并且光束功率是产生孔隙的最大原因之一,所有样品在200W时表现出高水平,而在400W时表现出最低水平。
“随着通过SLM生产的钨样品中孔隙率的降低,发现裂纹的数量增加了,因此这也是光束功率的因素,”赖特解释说。
为了生产无裂纹零件,需要对钨的SLM进行进一步的工作。这可能包括调查添加外部热源。加热的环境可能会减少残余应力,并使材料高于DBTT。”

202004201253304784.jpg

202004201253304784.jpg


△通过SLM制造的钨Langmuir探针。长25mm


在尝试制造EBM样品时,赖特能够为低缺陷的钨样品找到合适的参数。他认为速度、电流和舱口间距在孔隙率中起着重要作用。


202004201253305614.jpg

202004201253305614.jpg


△通过EBM制造的钨单体。外形尺寸20mm x 20mm x 25mm

202004201253309110.jpg

202004201253309110.jpg


△通过EBM制造的钨晶格结构。外径:80mm。厚度:20mm


“这是EBM钨的首次报道。具体而言,EBM能够生产出低孔隙率,无裂纹的零件。由于结合了真空环境,高构建温度和高光束功率,EBM似乎是首选的制造工艺。”赖特总结道。

“然而,在ALM可以用于制造用于结构应用的钨之前,机械性能和几何精度需要进一步改善。对于机械性能非关键且要求复杂几何形状的应用,此处概述的ALM技术可以提供可行的加工路线。”
随着世界各地研究人员不断完善3D和增材制造工艺,人们正在研究钨的性能和应用,从检验钨的性能到制造切削工具以及大型非合金零件。
回复

使用道具 举报

PEEK板棒行业资讯推荐
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则