在德國漢堡舉辦的展會上，知名科研機構(gòu)弗勞恩霍夫陶瓷技術(shù)和系統(tǒng)研究所（Fraunhofer IKTS）將展示他們首次增材製造的硬質(zhì)合金工具。據(jù)天工社所知，這種硬質(zhì)合金工具主要用於機械與汽車工程，以及塑膠或建材行業(yè)等，它往往需要很好的機械、化學性能，以及高抗熱性和極高的硬度。而如今，該研究所的研究人員借助3D列印技術(shù)製造硬質(zhì)合金工具，其品質(zhì)絲毫不遜於傳統(tǒng)工藝製造的高性能模具。
Fraunhofer IKTS根據(jù)客戶要求通過3D粘結(jié)劑噴射技術(shù)開發(fā)的硬質(zhì)合金部件。Fraunhofer IKTS在硬金屬的開發(fā)方面擁有幾十年經(jīng)過驗證的知識和經(jīng)驗。該研究所可以使用單軸或冷等靜壓幹法成型、擠出、注塑成型和形狀切割等，製造出可靠的切割、鑽孔、壓、衝壓等硬質(zhì)合金工具。不過在傳統(tǒng)的工具製造中，複雜的幾何形狀，比如在部件內(nèi)部螺旋或蜿蜒的冷卻管道，往往需要很高的製造成本，或者根本製造不出來。
現(xiàn)在IKTS的科學家已經(jīng)通過3D列印工藝成功地製造出複雜的硬質(zhì)合金工具。據(jù)悉它們使用的是粘結(jié)劑噴射技術(shù)，該技術(shù)主要根據(jù)CAD模型使用列印頭逐層向指定區(qū)域裏的粉末顆粒噴射粘結(jié)劑。科學家們此次成果的特別之處在於他們得到的是百分之百緻密的部件、有完美的硬質(zhì)合金微觀結(jié)構(gòu)，從而具有良好的機械性能。
這裏所謂的硬質(zhì)合金包括陶瓷硬質(zhì)材料、碳化鎢，以及一種鈷和鎳或鐵的粘性粘合劑基質(zhì)。研究人員們稱，通過有選擇性地調(diào)整粘結(jié)劑基質(zhì)，他們能夠分別調(diào)整抗折強度、韌性和硬度——在硬質(zhì)合金種粘合劑的比例越低，部件就越硬。Fraunhofer IKTS此次製造的原型的粘合劑含量按重量算是12%和17%。我們使用3D列印技術(shù)製造出複雜的生坯，然後在常規(guī)燒結(jié)條件下進行燒結(jié)，就實現(xiàn)了具有100%緻密度的典型硬質(zhì)合金結(jié)構(gòu)部件。此外，它有可能通過均勻分佈鈷來獲得類似於傳統(tǒng)製造的高性能工具的品質(zhì)。
