Fraunhofer IKTS将展示首次3D打印的硬质合金工具

据悉,在即将于德国汉堡举办的WorldPM 2016展会(10月9日—13日)上,知名科研机构弗劳恩霍夫陶瓷技术和系统研究所(Fraunhofer IKTS)将展示他们首次增材制造的硬质合金工具。据天工社所知,这种硬质合金工具主要用于机械与汽车工程,以及塑料或建材行业等,它往往需要很好的机械、化学性能,以及高抗热性和极高的硬度。而如今,该研究所的研究人员借助3D打印技术制造出了质量丝毫不逊于传统制造的高性能模具。

烧结后带冷却通道的拉丝模:Fraunhofer IKTS根据客户要求通过3D粘结剂喷射技术开发的硬金属部件

据悉,Fraunhofer IKTS在硬金属的开发方面拥有几十年经过验证的知识和经验。该研究所可以使用单轴或冷等静压干法成型、挤出、注塑成型和形状切割等制造出可靠的切割、钻孔、压、冲压等钨硬质合金工具。不过在传统的工具制造中,复杂的几何形状,比如在部件内部螺旋或蜿蜒的冷却管道,往往需要很高的制造成本,或者根本制造不出来。

“同时,众所周知,通过使用节约资源和无需模具的3D打印技术,那些复杂的陶瓷几何形状能够很快实现。”Fraunhofer IKTS的“成型(Shaping)”组负责人Tassilo Moritz说。

现在IKTS的科学家已经通过3D打印工艺成功地制造出复杂的硬质合金工具。据悉,它们使用的是粘结剂喷射技术,该技术主要根据CAD模型使用打印头逐层向指定区域里的粉末颗粒喷射粘结剂。科学家们此次成果的特别之处在于他们得到的是百分之百致密的部件、有完美的硬质合金微观结构,从而具有良好的机械性能。

这里所谓的硬质合金包括一种陶瓷硬质材料,如碳化钨,以及一种钴和镍或铁的粘性粘合剂基质。

研究人员们称,通过有选择性地调整粘结剂基质,他们能够分别调整抗折强度、韧性和硬度——在硬质合金种粘合剂的比例越低,部件就越硬。Fraunhofer IKTS此次制造的原型的粘合剂含量按重量算是12%和17%。

“我们使用3D打印技术制造出复杂的生坯,然后在常规烧结条件下进行烧结,就实现了具有100%致密度的典型硬质合金结构部件。此外,它有可能通过均匀分布钴来获得类似于传统制造的高性能工具的质量。”Fraunhofer IKTS硬质合金与金属陶瓷组负责人Johannes Pötschke说。

延伸越低:《Fraunhofer IKTS与新加坡3D打印中心结盟》

硬质合金与金属陶瓷组负责人Johannes Pötschke

(编译自Fraunhofer IKTS)

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