2023年2月，获悉Hyperion Precision Solutions是世界领先的材料科学公司。它不仅为用户处理复杂的零件几何形状，还为客户提供硬材料专业知识，同时为他们提供先进的3D打印技术，以前不可能实现的几何形状。

碳化钨材料的性能

正在推动碳化钨成为3D打印制造技术中的新兴合金，与工具钢相比，碳化钨具有优异的硬度特性，与陶瓷相比，碳化钨具有优异的韧性，因此在很多行业都有应用。考虑到这些突出的特性，碳化钨通常与金属切削应用中使用的工具联系在一起，例如锯、铣和车削。许多人惊讶地发现，碳化钨也经常用于流体分配或流动应用，因为它在受到侵蚀性磨损时具有极好的使用寿命。此外，碳化钨耐磨性的提高可以延长水射流切割、油气和电子工业中喷嘴和其它部件的使用寿命。

首先，这里要说明的是，碳化钨是一个广泛用于合金的名称，它由实际的碳化钨、金属粘结剂和其他添加的碳化物(即TiC和TaC)组成。两种最常见的金属粘合剂是钴和镍。金属粘合剂影响硬度、韧性和化学相容性。其含量可在成品材料的3-20%之间变化，取决于所需的性能。

传统技术中遇到的问题

速溶粉末是通过在溶剂中混合碳化钨(WC)粉末、金属粘合剂和有机粘合剂，然后使用喷雾干燥工艺从混合物中蒸发溶剂而制成的。然后将粉末在压机中压实，形成生坯，其强度大致相当于一支粉笔。虽然生坯易碎，但可以通过传统的车削、铣削和钻孔技术进行加工。计算几何形状时必须小心，因为生坯在烧结过程中会收缩20%。此外，在烧结过程中，温度(2500-2700华氏度)会与金属结合剂熔化，零件会变得相对较软，薄壁区域可能会塌陷。当从烧结过程中取出时，零件处于硬化状态。

复杂和精确的几何特征

此外，由于收缩率的原因，在生坯成型过程中不可能产生精确的特征，这意味着烧结后必须在硬化部件上增加复杂和精确的几何特征。与钢零件不同，处于硬化状态的碳化钨不能以常规方式进行车削、钻孔、铣削或焊接。同时，传统的研磨和EDM工艺耗时且昂贵，并且它们制造特定几何形状的能力有限。

碳化钨3D打印应用案例

针对以上问题，这就是喷胶、FDM等3D打印技术，可以通过创造以前在碳化钨上不可能实现的几何形状来增加客户价值。虽然在印刷和压粉方面存在挑战，但目前该技术正在取得进展。

有这样一个3D打印螺杆泵转子的案例(Moineau原理)，其几何形状无法在生坯零件中成型，也无法在成品零件中磨削。因此，在3D打印技术的帮助下，泵设计者在设计侵蚀性液体泵时，可以使用另一种材料来抵抗磨损。另一个例子是产生用于流体分配的整体喷嘴或扩散器，其中弯曲的流体路径是优选的。就在几年前，这些几何形状被认为不可能在碳化钨中实现，这迫使工程师选择次优的材料或效率较低的几何形状，这两者都会给客户带来较底的维护成本。Hyperion Precision Solutions将参加2023年2月7日至9日在纽约举行的2023AMS增材制造战略大会。