新型3D打印技術使鎢無裂紋的生産成爲可能

近日，德國卡爾斯魯厄理工學院KIT研究人員開發了一種新型的電子束熔化（EBM）3D打印技術，它的出現使脆性鎢（W）無裂紋的生産成爲了一種可能，進而能讓該金屬更好地應用于惡劣的工作環境中。

鎢是一種典型的的難熔金屬，因有熔點高（3,422°C）、密度大（19.3 g/cm³）、硬度高、導電導熱性良好、熱膨脹係數小、蒸氣壓低、蒸發速度慢、熱化學穩定性優异、機械性能優良等特點，而深受合金、電子、化工、醫療等領域的歡迎。其除了可以製造生活中最常見的燈泡燈絲、電弧焊、防輻射屏蔽件外，還可以用來生産准直儀、火箭噴嘴、國際熱核聚變實驗堆的面向等離子體材料等。

俗話說得好：“任何事物都具有兩面性”，金屬W也不例外。W雖然應用範圍廣闊，但是它的低抗熱震性和低溫脆性使它的加工非常困難，比如用3D打印技術加工時很容易出現微裂紋的情况，進而導致産品的綜合性能下降。

爲了解决上述的難題，KIT研究者重新設置了電子束熔化工藝參數，該3D打印技術的創新能使金屬W的脆性大大降低，易于加工，進而避免微裂紋的産生。

EBM增材製造方法：在真空下加速的電子可選擇性地熔化金屬粉末，幷以增材的方式生成3D組件，即逐層生成。該生産技術的優勢在于電子束可以在熔化前預熱金屬粉末和承載板，從而能减小變形程度和內應力，爲高溫下易變形的鎢材料的加工提供可能。

在2020年新冠疫情的爆發下，醫學CT設備對3D打印鎢零件的用量不斷增加，比如鎢防散射栅格，其具有壁厚薄、密度高、吸收射綫能力强、遮光度好、設計靈活度與自由度大的特點。

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