Conform Descopera: Cercetătorii au reușit să imprime 3D unul dintre cele mai dure metale cunoscute, deschizând calea către o producție industrială mai eficientă și mai sustenabilă. Carbura de tungsten-cobalt (WC-Co), apreciată pentru rezistența sa excepțională la uzură și presiune, este esențială în fabricarea uneltelor de tăiere și a echipamentelor de prelucrare. Cu toate acestea, duritatea sa remarcabilă o face și extrem de dificil și costisitor de prelucrat prin metodele tradiționale, cum ar fi metalurgia pulberilor, care implică temperaturi înalte și generează pierderi semnificative de materii prime scumpe.
O metodă revoluționară de prelucrare
Un nou studiu, desfășurat de cercetători de la Universitatea din Hiroshima în colaborare cu Mitsubishi Materials Hardmetal și publicat în International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, propune o abordare inovatoare bazată pe fabricarea aditivă, cunoscută și sub denumirea de imprimare 3D. Noua tehnică permite depunerea carburei de tungsten direct pe zonele necesare, reducând considerabil risipa de material. Pentru a atinge acest scop, echipa a utilizat o metodă de iradiere laser cu fir cald.
De la înmuiere, nu la topire completă
Spre deosebire de procesele tradiționale care implică topirea completă a metalelor, putând altera structura internă și diminua duritatea carburei de tungsten, cercetătorii au optat pentru înmuierea controlată a materialului. Acest lucru permite depunerea precisă, fără a compromite proprietățile metalului. Iradierea ghidată de laser, combinată cu adăugarea unui strat intermediar pe bază de aliaj de nichel și un control riguros al temperaturii, a prevenit apariția defectelor de structură și creșterea necontrolată a cristalelor microscopice.
Rezultate impresionante
În urma testelor, cercetătorii au obținut un material fără defecte majore, cu o duritate Vickers care depășește 1400 HV. Această valoare plasează aliajul obținut în categoria materialelor extrem de dure pentru uz industrial, imediat sub substanțe precum safirul și diamantul. Profesorul Keita Marumoto a subliniat că abordarea de formare a materialelor metalice prin înmuiere, și nu prin topire completă, reprezintă o noutate absolută în domeniu.
Această tehnică promite să fie extinsă și la alte materiale industriale dure, dincolo de carbura de tungsten. Deși mai există provocări, precum reducerea fisurilor și fabricarea unor forme complexe, rezultatele deschid noi perspective pentru o producție industrială mai eficientă, mai economică și mai sustenabilă a componentelor de înaltă duritate.
Sursa: Descopera
