采用電子束熔融技術3D打印鎢絲(si) 元件。圖

鎢具有許多優(you) 良的性能。它耐腐蝕，其熔點為(wei) 3422°C，是所有金屬中最高的，因此使其成為(wei) 在極端溫度下工作的組件的理想材料。但是，存在一個(ge) 問題：它在室溫下非常脆，這意味著很難使用常規技術進行處理。

德國卡爾斯魯厄理工學院(KIT)的研究人員通過采用一種名為(wei) 電子束熔融技術(EBM)的增材製造技術來解決(jue) 鎢加工中的問題，從(cong) 而解決(jue) 了這一問題。由此產(chan) 生的無裂紋金屬可用於(yu) 高溫部件，如火箭噴嘴、熔爐加熱元件或聚變反應堆和醫學成像係統的部件。

增材製造

由應用材料科學與(yu) 工程研究所(IAM-WK)的Steffen Antusch領導的KIT研究人員已經研究了幾種使用增材製造(也被稱為(wei) 3D打印)來製造鎢組件的方法，這些方法幾乎不需要後期加工。在他們(men) 最新的工作中，他們(men) 使用EBM來減少加工過程中鎢的應變，從(cong) 而生產(chan) 出無裂紋且易於(yu) 處理的柔軟材料。

EBM技術使用在真空中加速的電子來熔化金屬粉末。通過移動電子束，可以以疊加方式(即逐層)從(cong) 金屬中產(chan) 生3D分量。該技術最初是為(wei) 需要高加工溫度的鈦合金和材料開發的。

預熱可以減少變形和固有應力

為(wei) 了用鎢製造出3D打印的零件，安圖施和他的同事們(men) 使用EBM機器中的電子束在熔化鎢金屬粉末之前對其進行預熱。研究人員解釋說，這種預熱過程減少了金屬的變形和固有應力，從(cong) 而實現了對在室溫下容易破裂但在高溫下會(hui) 變形的材料的加工。

Antusch告訴《物理世界》，與(yu) 激光打印等其他技術相比，這種新方法在生產(chan) 無裂紋鎢方麵要好得多。與(yu) 粉末注射成型(另一種廣泛應用的用於(yu) 製造複雜、大批量淨形部件的先進製造技術)不同，Antusch指出，這種新方法“不需要昂貴的工具，可以自由設計印刷部件”。

IAM-WK研究人員參與(yu) 了Helmholtz協會(hui) 和歐洲聚變方案(EUROfusion)的工作，其長期目標是開發用於(yu) 聚變能源和醫療工程中的高溫應用的材料和工藝(例如為(wei) CT掃描儀(yi) 製造部件)。他們(men) 現在計劃表征並測試用於(yu) 此類應用的印刷鎢材料的機械性能。