Volfram har den högsta smältpunkten av alla metaller, 3, 422 grader Celsius. Detta gör materialet idealiskt för användning vid höga temperaturer i t.ex. rymdraketmunstycken, värmeelement i högtemperaturugnar, eller fusionsreaktorn. Dock, metallen är mycket spröd och, därav, svår att bearbeta. Forskare vid Karlsruhe Institute of Technology (KIT) har utvecklat en innovativ metod för att göra detta spröda material mjukt. För att bearbeta volfram, de har bestämt nya processparametrar för elektronstrålesmältning.

Volfram är en metall med mycket attraktiva egenskaper:Den är korrosionsbeständig och lika tung som guld. I form av volframkarbid, den är hård som diamant. Och den har den högsta smältpunkten av alla metaller, 3, 422 grader Celsius. Dock, metallen är mycket spröd vid rumstemperatur. På grund av dess egenskaper, volfram är svårt att bearbeta med konventionella metoder. Bearbetningen är dyr och tidskrävande. Ett alternativ är 3D-utskrift som gör det möjligt att producera volframkomponenter som knappt kräver någon efterbehandling. "Just nu, vi arbetar med additiv tillverkning av volframkomponenter genom elektronstrålesmältning, EBM för kort, " säger Dr. Steffen Antusch från Institute for Applied Materials—Materials Science and Engineering (IAM-WK) vid KIT. Teamet lyckades anpassa EBM-processen till volfram. Efter att ha utvecklat specifika processparametrar, 3D -utskrift av volframkomponenter är nu möjlig. "Denna metall kan appliceras på många områden. Tack vare dess speciella egenskaper, den är idealisk för högtemperaturapplikationer inom energi- och ljusteknik, flygindustrin, och medicinteknik. Det är oumbärligt i modern högteknologisk industri, säger Alexander Klein, IAM-WK.

Förvärmning möjliggör bearbetning av spröda material

EBM är en additiv tillverkningsmetod. Elektroner som accelereras under vakuum smälter selektivt metallpulver och, på det här sättet, producera en 3D-komponent på ett additivt sätt, det är lager för lager. Den stora fördelen med denna metod är vilken energikälla som används, elektronstrålen. Det används för att förvärma metallpulvret och bärplattan före smältning, som ett resultat av vilket deformation och inneboende spänningar minskar. Det är möjligt att bearbeta material som lätt går sönder vid rumstemperatur och kan deformeras vid hög temperatur.

Dock, de material som används måste vara elektriskt ledande. Därav, processen är inte lämpad för keramiska material, då EBM bygger på principen om elektrisk laddning.

Lättviktskomponenter i titan för KA-RaceIng

Ursprungligen, EBM utvecklades för att bearbeta titanlegeringar och material som kräver högre processtemperaturer. Än så länge, EBM har använts för att producera lätta titankomponenter för KIT:s KA-RaceIng formelstudentprojekt.