3D钨金属打印

　　难熔金属材料具有高熔点及特有性能，一直以来作为高新材料加以发展。这类材料由于熔点高、高温强度高，给冶炼加工也带来很大困难。需要难熔金属材料的部件结构复杂多样，因此给制造带来困难。随着3D打印技术的发展，人们逐渐将眼光转向这一新技术，那3D打印工艺又能为难熔合金的制造带来哪些契机呢?

　　本文将以钨为例，介绍3D打印在难熔合金制造过程中所能提供的多种有效解决方案。

　　01. 激光增材制造，难熔合金成形的途径之一

　　3D打印技术参考注意到，EOS旗下AMCM公司于近日宣布正在为欧洲核子研究中心(CERN)大型粒子对撞机(LHC) 3D打印钨材料部件。所制造的零件为钨格栅结构，要求部件：长150mm，包含16万个1.2x1.2mm的方孔，壁厚0.5mm，表面质量好。

　　该部件使用了M290-2 FDR系统进行打印，据3D打印技术参考了解，这台设备针对相关应用进行了优化，能够制造具有精细分辨率的零件以满足苛刻应用。所制造的零件被用于对撞机电磁量热仪，它是一面7x8m的大墙，由12x12cm的模块组成。该计划将使用钨制成的新结构替换最里面的32个模块，总面积约0.5平方米，该区域的工作条件最具挑战性且对成功至关重要。

　　很显然，钨格栅结构非常适合使用基于激光的粉末床熔融金属3D打印技术。欧洲核子研究中心相关人员表示：“新型钨结构的生产在5年前仍然不可想象，直到3D打印带来了突破。”高精度是激光粉末床3D打印的重要特点，因此本领域内从散热器到减重结构，几乎所有的晶格结构都采用该工艺制造。但一种技术无法解决所有问题，钨属于难熔合金，基于激光的3D打印也存在很大困难，由于温度梯度的存在，易导致残余应力并引起开裂。晶格/栅格结构相比块体更容易成形，目前被报道的钨的3D打印应用基本均是用于辐射屏蔽，对强度的要求并不高。因此，对于钨格栅结构的3D打印现阶段最适合的工艺莫过于激光粉末床3D打印。

　　块体钨的激光3D打印存在困难

　　02. 烧结+挤出，为高价值难熔合金3D打印开辟新方案

　　但钨的应用需求是普遍的，很多应用涉及到尺寸较大的块体结构，此时采用激光3D打印则存在困难。基于烧结的挤出3D打印技术正在为钨材料提供一种新的解决方案。作为一种新近兴起的技术，在行业内尚未引起广泛的重视，但却能够解决许多成熟的3D打印技术所不能解决的问题。接下来，将对粉末挤出打印技术(PEP)在钨及钨合金3D打印制备工艺做详细解答。