??2020年4月，喬納森·賴特（Jonathan Wright）最近向謝菲爾德大學材料科學與工程系提交了一篇論文，探討了用稀有金屬鎢進行3D打印的問題。在“ 通過選擇性激光熔化和電子束熔化的鎢的增材制造 ”中，賴特詳細介紹了使用選擇性激光熔化（SLM）和電子束熔化（EBM）的純鎢粉末床增材制造（ALM）的潛力。

SLM和EBM 3D打印金屬鎢的對比研究論文（超過200頁）：關注南極熊3D打印下載

賴特還解釋說，由于鎢的熱特性，“低的spluttering yield濺射產(chǎn)率和較短的活化衰減時間”，它也適用于核聚變實驗。

“雖然可以對鎢進行機械加工（鉆孔，車削，銑削等），但很困難，需要專業(yè)知識，并且必須嚴格遵守嚴格條件，”賴特說。“可以通過克服一些困難的放電加工Electrical Discharge Machining（EDM）來形成更復雜的結(jié)構(gòu)?！?/span>

由于鎢的化學、物理和機械組成會帶來挑戰(zhàn)和局限性，因此需要考慮合金化。但是，賴特指出，雖然已經(jīng)對“大量”合金進行了試驗，但是還有很大空間。迄今為止，鎢-合金被認為具有最大的改善延展性的潛力。

△鎢濕法冶金的一般流程圖

在賴特研究的實驗階段，他使用雷尼紹SLM 125來制造樣品零件，并使用雷尼紹AM 400來制造其他零件。

△雷尼紹SLM 125金屬3D打印機

△ARCAM S12 EBM金屬3D打印機

賴特發(fā)現(xiàn)很難制造出沒有缺陷的鎢零件，并且光束功率是產(chǎn)生孔隙的最大原因之一，所有樣品在200W時表現(xiàn)出高水平，而在400W時表現(xiàn)出最低水平。

“隨著通過SLM生產(chǎn)的鎢樣品中孔隙率的降低，發(fā)現(xiàn)裂紋的數(shù)量增加了，因此這也是光束功率的因素，”賴特解釋說。

為了生產(chǎn)無裂紋零件，需要對鎢的SLM進行進一步的工作。這可能包括調(diào)查添加外部熱源。加熱的環(huán)境可能會減少殘余應力，并使材料高于DBTT?！?/span>

△通過SLM制造的鎢Langmuir探針。長25mm

△通過EBM制造的鎢單體。外形尺寸20mm x 20mm x 25mm

△通過EBM制造的鎢晶格結(jié)構(gòu)。外徑：80mm。厚度：20mm

“這是EBM打印鎢的首次報道。具體而言，EBM能夠生產(chǎn)出低孔隙率，無裂紋的零件。由于結(jié)合了真空環(huán)境，高構(gòu)建溫度和高光束功率，EBM似乎是首選的制造工藝?！辟囂乜偨Y(jié)道。

“然而，在ALM可以用于制造用于結(jié)構(gòu)應用的鎢之前，機械性能和幾何精度需要進一步改善。對于機械性能非關鍵且要求復雜幾何形狀的應用（例如X射線準直），此處概述的ALM技術(shù)可以提供可行的加工路線?！?/span>

隨著世界各地研究人員不斷完善3D打印和增材制造工藝，人們正在研究鎢的性能和應用，從檢驗鎢的性能到制造切削工具以及大型非合金零件。