Elektronstrålesmeltning får skørt metal i form

Wolfram har det højeste smeltepunkt af alle metaller, 3, 422 grader celsius. Dette gør materialet ideelt til brug ved høje temperaturer i f.eks. rumraket dyser, varmeelementer til højtemperaturovne, eller fusionsreaktoren. Imidlertid, metallet er meget skørt og derfor, svær at bearbejde. Forskere fra Karlsruhe Institute of Technology (KIT) har udviklet en innovativ tilgang til at gøre dette skøre materiale blødt. For at behandle wolfram, de har bestemt nye procesparametre for elektronstrålesmeltning.

Wolfram er et metal med meget attraktive egenskaber:Det er korrosionsbestandigt og så tungt som guld. I form af wolframcarbid, den er hård som diamant. Og det har det højeste smeltepunkt af alle metaller, 3, 422 grader celsius. Imidlertid, metallet er meget skørt ved stuetemperatur. På grund af dets egenskaber, wolfram er vanskeligt at behandle ved hjælp af konventionelle metoder. Forarbejdning er dyr og tidskrævende. Et alternativ er 3D-print, der gør det muligt at producere wolframkomponenter, der næsten ikke kræver efterbehandling. "I øjeblikket, vi arbejder på additiv fremstilling af wolframkomponenter ved elektronstrålesmeltning, EBM for kort, " siger Dr. Steffen Antusch fra Institute for Applied Materials—Materials Science and Engineering (IAM-WK) fra KIT. Det lykkedes for teamet at tilpasse EBM-processen til wolfram. Efter at have udviklet specifikke procesparametre, 3D-print af wolframkomponenter er nu muligt. "Dette metal kan anvendes på mange områder. Takket være dets særlige egenskaber, den er ideel til højtemperaturapplikationer i energi- og lysteknologier, luftfartsindustrien, og medicinsk teknik. Det er uundværligt i moderne højteknologisk industri, siger Alexander Klein, IAM-WK.

Forvarmning muliggør behandling af skøre materialer

EBM er en additiv fremstillingsmetode. Elektroner accelereret under vakuum smelter selektivt metalpulver og, på denne måde, producere en 3D-komponent på en additiv måde, altså lag for lag. Den store fordel ved denne metode består i den anvendte energikilde, elektronstrålen. Den bruges til at forvarme metalpulveret og bærepladen før smeltning, som følge heraf reduceres deformation og iboende spænding. Det er muligt at bearbejde materialer, der let går i stykker ved stuetemperatur og kan deformeres ved høj temperatur.

Imidlertid, de anvendte materialer skal være elektrisk ledende. Derfor, processen er ikke egnet til keramiske materialer, da EBM er baseret på princippet om elektrisk opladning.

Letvægts titankomponenter til KA-RaceIng

Oprindeligt, EBM blev udviklet til at behandle titanlegeringer og materialer, der kræver højere procestemperaturer. Indtil nu, EBM er blevet brugt til at producere letvægts titanium komponenter til KIT's KA-RaceIng formel elevprojekt.