- Wolframkarbid kan nå skrives ut uten å smelte eller ødelegge styrken.
- En laser og oppvarmet tråd mykner metallet akkurat nok til å binde lagene sammen.
- Å unngå full smelting reduserer defekter som tidligere blokkerte additiv produksjon av metall.
De fleste er kjent med 3D-printere som lager plastdeler, leker eller enkle verktøy, men å skrive ut metall er mye vanskeligere.
Årsaken er at metaller krever ekstremt høy varme og reagerer dårlig når de varmes opp og avkjøles for raskt.
I et stort gjennombrudd har imidlertid forskere ved universitetet i Hiroshima nå vist at wolframkarbid og kobolt nå kan 3D-printes med en annen metode.
I stedet for å smelte metallet fullstendig, varmes det opp akkurat nok til å mykne det opp. Dette gjør at materialet kan binde seg lag for lag uten å miste sin indre struktur.
Metoden bruker en laser og en oppvarmet tråd for å myke opp en solid karbidstang under utskrift.
Et tynt lag med nikkellegering plasseres også mellom de trykte lagene for å hjelpe dem å feste seg sammen mer pålitelig.
Fordi metallet ikke er fullstendig smeltet, unngår det printede resultatet mange av defektene som ble sett i tidligere forsøk.
Forskerne rapporterer at det endelige printede materialet når en hardhet på over 1400 HV, uten å belemres med defekter eller nedbrytning.
Dette hardhetsnivået er bare litt under materialer som safir og diamant, noe som er uvanlig for 3D-printede metalldeler.
Wolframkarbid er mye brukt i skjære- og konstruksjonsverktøy, og det er et av de hardeste ingeniørmaterialene som brukes i dag.
Disse verktøyene lages vanligvis ved å forme solide materialblokker, noe som skaper en stor mengde avfall.
Å kunne 3D-printe defektfrie karbider av industriell kvalitet kan redusere materialesvinn og tillate at deler kan lages nærmere sin endelige form.
Den nåværende prosessen sliter fortsatt med sprekkdannelser i noen tilfeller, og komplekse former er ennå ikke enkle å produsere.
«Tilnærmingen med å forme metallmaterialer ved å mykgjøre dem i stedet for å smelte dem fullstendig er ny», sa Keita Marumoto, assisterende professor ved Hiroshima Universitys Graduate School of Advanced Science and Engineering.
«Den har potensial til å bli brukt ikke bare på sementerte karbider, som var fokuset for denne studien, men også på andre materialer.»
Til tross for fremgangen betyr ikke dette arbeidet at wolframdeler snart vil bli printet i hverdagsmiljøer.
Metallprinting er fortsatt tregere, dyrere og vanskeligere å kontrollere enn plastprinting.
Forskerne sier at ytterligere prosessforbedringer er nødvendig for å redusere sprekkdannelser og tillate mer komplekse design.
Ideen om å mykgjøre metaller i stedet for å smelte dem virker lovende, men dens reelle verdi vil avhenge av om den kan skaleres, gjentas pålitelig og fungere utenfor testmiljøer.
Via Tom’s Hardware
