Conform Descopera: O nouă tehnică de imprimare 3D revoluționează producția de aliaje dure
Cercetătorii au dezvoltat o metodă inovatoare de imprimare 3D care permite fabricarea de carburi de tungsten-cobalt (WC-Co), materiale cunoscute pentru rezistența lor excepțională la uzură și presiune, dar extrem de dificil de prelucrat prin metode tradiționale. Noua abordare, prezentată într-un studiu publicat în International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, promite să reducă semnificativ costurile și pierderile de materii prime scumpe.
Metoda convențională de producție, bazată pe metalurgia pulberilor, implică comprimarea și sinterizarea la temperaturi înalte, un proces costisitor care duce la pierderi considerabile de materiale prețioase precum tungstenul și cobaltul. Echipa de cercetători de la Universitatea din Hiroshima, în colaborare cu Mitsubishi Materials Hardmetal, a propus o soluție bazată pe fabricarea aditivă, permițând depunerea materialului doar acolo unde este necesar.
Proces inovator de formare prin înmuiere
Pentru a evita deteriorarea structurii interne a carburoptului de tungsten, care ar putea diminua duritatea acestuia, cercetătorii au optat pentru o tehnică de iradiere laser cu fir cald, bazată pe înmuierea materialului, nu pe topirea completă. Acest proces de încălzire controlată permite depunerea materialului, menținându-i proprietățile.
Prin utilizarea unei iradieri ghidate de laser, combinată cu un strat intermediar de aliaj de nichel și un control precis al temperaturii, echipa a reușit să prevină apariția defectelor structurale și a creșterii exagerate a cristalelor microscopice. Testele efectuate au demonstrat obținerea unui material lipsit de defecte majore, cu o duritate Vickers ce depășește 1400 HV.
Potențial pentru alte materiale industriale
Această valoare a durității plasează aliajul obținut în categoria materialelor extrem de dure, fiind imediat sub substanțe precum safirul și diamantul. Profesorul Keita Marumoto, unul dintre autorii studiului, subliniază că abordarea de a forma materiale metalice prin înmuiere, în loc de topire totală, reprezintă o premieră absolută în domeniu.
Tehnica dezvoltată are potențialul de a fi aplicată nu doar la carbura de tungsten, ci și la o gamă largă de alte materiale industriale dure. Deși încă există provocări legate de minimizarea fisurilor și de fabricarea pieselor cu geometrii complexe, rezultatele obținute deschid perspective pentru o producție industrială mai eficientă, mai economică și mai sustenabilă a componentelor de înaltă rezistență, conform informațiilor publicate de Sciencedaily.
Sursa: Descopera
