在德國漢堡舉辦的展會(huì)上，知名科研機(jī)構(gòu)弗勞恩霍夫陶瓷技術(shù)和系統(tǒng)研究所（Fraunhofer IKTS）將展示他們首次增材製造的硬質(zhì)合金工具。據(jù)天工社所知，這種硬質(zhì)合金工具主要用於機(jī)械與汽車工程，以及塑膠或建材行業(yè)等，它往往需要很好的機(jī)械、化學(xué)性能，以及高抗熱性和極高的硬度。而如今，該研究所的研究人員借助3D列印技術(shù)製造硬質(zhì)合金工具，其品質(zhì)絲毫不遜於傳統(tǒng)工藝製造的高性能模具。
Fraunhofer IKTS根據(jù)客戶要求通過3D粘結(jié)劑噴射技術(shù)開發(fā)的硬質(zhì)合金部件。Fraunhofer IKTS在硬金屬的開發(fā)方面擁有幾十年經(jīng)過驗(yàn)證的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。該研究所可以使用單軸或冷等靜壓幹法成型、擠出、注塑成型和形狀切割等，製造出可靠的切割、鑽孔、壓、衝壓等硬質(zhì)合金工具。不過在傳統(tǒng)的工具製造中，複雜的幾何形狀，比如在部件內(nèi)部螺旋或蜿蜒的冷卻管道，往往需要很高的製造成本，或者根本製造不出來。
現(xiàn)在IKTS的科學(xué)家已經(jīng)通過3D列印工藝成功地製造出複雜的硬質(zhì)合金工具。據(jù)悉它們使用的是粘結(jié)劑噴射技術(shù)，該技術(shù)主要根據(jù)CAD模型使用列印頭逐層向指定區(qū)域裏的粉末顆粒噴射粘結(jié)劑?？茖W(xué)家們此次成果的特別之處在於他們得到的是百分之百緻密的部件、有完美的硬質(zhì)合金微觀結(jié)構(gòu)，從而具有良好的機(jī)械性能。
這裏所謂的硬質(zhì)合金包括陶瓷硬質(zhì)材料、碳化鎢，以及一種鈷和鎳或鐵的粘性粘合劑基質(zhì)。研究人員們稱，通過有選擇性地調(diào)整粘結(jié)劑基質(zhì)，他們能夠分別調(diào)整抗折強(qiáng)度、韌性和硬度——在硬質(zhì)合金種粘合劑的比例越低，部件就越硬。Fraunhofer IKTS此次製造的原型的粘合劑含量按重量算是12%和17%。我們使用3D列印技術(shù)製造出複雜的生坯，然後在常規(guī)燒結(jié)條件下進(jìn)行燒結(jié)，就實(shí)現(xiàn)了具有100%緻密度的典型硬質(zhì)合金結(jié)構(gòu)部件。此外，它有可能通過均勻分佈鈷來獲得類似於傳統(tǒng)製造的高性能工具的品質(zhì)。
