Hej! Ako dodávateľ volfrámu som videl rastúci záujem o používanie volfrámových tyčí na 3D tlač. Je to super cool technológia, ktorá mení hru vo výrobe. Ale ako každý materiál, volfrámové prúty majú svoje obmedzenia, pokiaľ ide o 3D tlač. Poďme sa ponoriť do toho, čo sú.
Vysoká topenie
Jedným z najvýznamnejších obmedzení použitia volfrámovej tyče v 3D tlači je jeho šialene vysoký bod topenia. Volfrám má najvyšší bod topenia všetkých kovov, ktorý sa prelína približne 3 422 ° C (6,192 ° F). To je oveľa horúcejšie, ako väčšina 3D tlačiarní zvládne. Najbežnejšie procesy 3D tlače, ako je modelovanie fúzovaného depozície (FDM) alebo stereolitografia (SLA), fungujú pri oveľa nižších teplotách.
Napríklad tlačiarne FDM zvyčajne fungujú s plastmi, ktoré sa topia pri teplotách medzi 180 ° C a 300 ° C. Dokonca aj kovové 3D tlačiarne, ktoré používajú procesy, ako je selektívne laserové topenie (SLM) alebo topenie elektrónových lúčov (EBM), zvyčajne pracujú pri teplotách hlboko pod bodom topenia volfrámu. Na roztavenie volfrámu by ste potrebovali špecializovaný a extrémne vysoký zdroj energie, ktorý nie je praktický pre väčšinu nastavení 3D tlače.
Tento vysoký bod topenia tiež znamená, že ak sa vám podarí zahriať volfrám do jeho topenia, budete musieť využiť veľa energie. To nielen zvyšuje náklady na proces 3D tlače, ale tiež predstavuje výzvy, pokiaľ ide o správu tepla. Nadmerné teplo môže spôsobiť deformovanie a skreslenie v tlačenom objekte, ako aj poškodenie samotnej 3D tlačiarne.
Krehkosť
Volfrám je relatívne krehký materiál. Pokiaľ ide o 3D tlač, krehkosť môže byť skutočným problémom. Počas procesu 3D tlače materiál prechádza sériou vykurovacích a chladiacich cyklov. Tieto tepelné cykly môžu vytvárať vnútorné napätia v rámci tlačeného objektu.
V prípade volfrámu môžu tieto vnútorné napätia viesť k prasknutiu a štiepeniu. Dokonca aj malá trhlina môže ohroziť štrukturálnu integritu tlačenej časti, vďaka čomu je pre mnoho aplikácií nevhodná. Platí to najmä pre časti, ktoré musia odolať mechanickému napätiu alebo nárazu.
Napríklad, ak ste 3D tlač volfrámovej časti na použitie vo vysokom stresovom prostredí, ako je zložka letectva, krehkosť volfrámu by mohla spôsobiť zlyhanie úlohy za normálnych prevádzkových podmienok. Toto obmedzenie obmedzuje typy aplikácií, v ktorých je možné volfrál použiť v 3D tlači.
Náklady
Volfrám je drahý materiál. Náklady na volfrámové prúty môžu byť hlavným odstrašujúcim prostriedkom pre mnohé projekty 3D tlače. Vysoké náklady sú spôsobené niekoľkými faktormi vrátane obmedzenej dostupnosti volfrámovej rudy, komplexných procesov ťažby a rafinácie a vysokého dopytu po volfráme v iných odvetviach, ako je elektronika a letecký priestor.
Ak používate volfrámové prúty na 3D tlač, platíte iba za surovinu, ale aj za energiu potrebnú na jej spracovanie. Ako už bolo spomenuté, taviaci sa volfrám vyžaduje veľa energie, čo zvyšuje celkové náklady. Okrem toho, kvôli výzvam spojeným s volfrámom 3D tlač, môže existovať vyššia miera neúspešných výtlačkov, čo ďalej zvyšuje náklady na úspešnú časť.
V prípade malých projektov 3D tlačiarenských projektov alebo fandov môžu byť náklady na používanie volfrámových prútov jednoducho príliš vysoké. Dokonca aj pre veľké priemyselné aplikácie je potrebné starostlivo vyhodnotiť náklady - efektívnosť používania volfrámu v 3D tlači.
Obtiažnosť pri obrábaní a post - spracovanie
Aj keď sa vám podarí 3D vytlačiť objekt volfrámu, obrábanie a post - jeho spracovanie môže byť veľmi ťažké. Volfrám je tvrdý a hustý materiál, vďaka ktorému je náročné rezať, vŕtať alebo leskovať.
Konvenčné obrábkové nástroje sa môžu pri práci s volfrámom rýchlo opotrebovať a často sa vyžadujú špecializované nástroje. To zvyšuje náklady a zložitosť výrobného procesu. Post - operácie spracovania, ako je povrchová úprava, sú tiež zložitejšie v porovnaní s inými materiálmi.
Napríklad, ak chcete dosiahnuť hladký povrch povrchu na 3D tlačenej volfrámovej časti, možno budete musieť použiť pokročilé leštiace techniky, ktoré môžu byť časovo - konzumujúce a drahé. Táto ťažkosť pri obrábaní a post - spracovanie obmedzuje flexibilitu konštrukcie 3D tlačených častí volfrámu.
Obmedzená kompatibilita s technológiami 3D tlače
Ako už bolo spomenuté, najbežnejšie technológie 3D tlače nie sú vhodné na prácu s volfrámom kvôli jeho vysokému bodu topenia. Existuje iba niekoľko špecializovaných procesov 3D tlače, ktoré sa môžu potenciálne použiť s volfrámom, ako je napríklad priama energetická depozícia (DED).
Stroje DED sú však drahé a nie sú také široko dostupné ako iné technológie 3D tlače. Táto obmedzená kompatibilita znamená, že existuje menej možností pre 3D tlačové časti volfrámu, ktoré môžu spomaliť vývoj a prijatie volfrámu v 3D tlači.
Potenciálne zdravotné a bezpečnostné riziká
Práca s volfrámom v 3D tlači tiež predstavuje určité riziká v oblasti zdravia a bezpečnosti. Keď je volfrám zahrievaný a roztavený, môže uvoľňovať jemné častice a výpary do vzduchu. Tieto častice sa môžu vdýchnuť, čo môže spôsobiť problémy s dýchacími cestami a ďalšie zdravotné problémy.
Pri práci s volfrámom v 3D tlačiarni sú potrebné správne vetranie a osobné ochranné vybavenie (OPP). To pridáva ďalšiu vrstvu zložitosti a nákladov do procesu 3D tlače.
Napriek obmedzeniam
Napriek týmto obmedzeniam stále existujú určité potenciálne aplikácie na používanie volfrámových tyčí v 3D tlači. Vďaka vysokej hustote volfrámu, vysoký bod topenia a vynikajúca odolnosť proti korózii je vhodná pre určité aplikácie výklenku. Napríklad by sa mohla použiť na 3D tlačové diely pre prostredie s vysokou teplotou, ako sú komponenty pece alebo tepelné štíty.
Ak máte záujem o preskúmanie možností používania volfrámových prútov vo vašich projektoch 3D tlače, ponúkame celý rad vysoko kvalitných typov volfrámu. Pozrite sa na naše99,95% volfrámová tyč odolná voči vysokej teploteaLeštená tyčinkaViac informácií.
Ak máte akékoľvek otázky alebo chcete diskutovať o potenciálnych aplikáciách, neváhajte a oslovte. Sme tu, aby sme vám pomohli nájsť najlepšie riešenia pre vaše potreby 3D tlače. Či už ste malá škála, fandom alebo rozsiahly priemyselný výrobca, môžeme s vami spolupracovať na prekonaní obmedzení a čo najlepšie využívať volfrámu v 3D tlači.
Odkazy
- „Materiálová veda a inžinierstvo: Úvod“ William D. Callister Jr.
- „Aditívne výrobné technológie: 3D tlač, rýchle prototypovanie a priama digitálna výroba“ od Iana Gibsona, Davida W. Rosena a Brenta Stucker.
- Výskumné práce o vlastnostiach volfrámu a technológií 3D tlače z vedeckých časopisov, ako sú „metalurgické a materiálové transakcie“ a „výroba aditív“.