3D打印激光功率对球形钨粉影响

作为难熔金属的典型代表,钨(W)因有高密度、高强度、大硬度、小线膨胀系数、低蒸气压、良好耐腐蚀性和抗氧化性等特点,而广泛应用于航天、航空、航海、军事、国防、医疗、汽车等领域。然而,也正是由于它的高熔点、大硬度和大脆性,导致钨的机械加工性能较差,主要体现在使用传统的方法进行加工,钨制品很容易出现微裂纹甚至报废的情况。所以,目前不少公司都是采用3D打印球形钨粉来制备相应的零部件,但是市场上有关3D打印工艺参数对钨粉末性能的影响的研究仍然很少。

3D打印激光功率对球形钨粉影响图片

因此,为了制造出各方面性能如力学和化学性能都较好的复杂零部件,研究者就进行了一项题为“直接金属激光烧结/选区激光熔融钨粉”的研究。

研究表明,激光功率是影响球形钨粉致密化的关键因素。在200 W或250 W的激光功率下,高表观密度的钨粉比低表观密度的钨粉的致密化程度高;在300 W的激光功率下,两种钨粉的致密化程度差不多。由此可知,低表观密度的钨粉可通过选区激光熔融技术进行3D打印。

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总之 ,相对于传统的加工技术来说,3D打印的钨材的整体性能包括强度、塑性、断裂韧性和耐疲劳性等都更好及应用领域更广。

强度是指表示金属材料抵抗断裂和过度变形的力学性能之一;塑性即物体变形的能力;断裂韧性表示材料阻止裂纹扩展的能力,是度量材料的韧性好坏的一个定量指标;耐疲劳性是指承受应力反复作用的能力。正常情况下,强度越高,塑性越好,断裂韧性越优异,耐疲劳性越佳,则材料的综合性能越强。

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