כל מה שאתה צריך לדעת על הדפסת תלת מימד טונגסטן

טונגסטן הפך לחומר פופולרי בתעשיית הדפסת תלת מימד מתכת. בשנים האחרונות נערך מחקר אינטנסיבי כיצד להשתמש בחומר זה בצורה הטובה ביותר. יישומים חדשים של טונגסטן בייצור תוסף הופיעו, כאשר הדפסת טונגסטן השיגה סוף סוף פריצת דרך בשנת 2020, מכיוון שבעיות כמו שבירות והיווצרות מיקרו-סדקים התעוררו בעבר במהלך תהליך הייצור. בשנת 2021 פותח תהליך חדש לייצור סגסוגת טונגסטן: סגסוגת טונגסטן-ניקל-ברזל. גם בתחום אנרגיית ההיתוך, טונגסטן יכול לתרום תרומה חשובה לצרכי האנרגיה של האנושות ויכול לעמוד בטמפרטורות ובתנאים הקיצוניים המצויים בכורי היתוך. ריכזנו עבורכם את כל מה שאתם צריכים לדעת על המתכת הכבדה הזו.

מאפיינים של טונגסטן

שמו של החומר בא מהמילה השוודית שמשמעותה "אבן כבדה". למעשה, זוהי המתכת הטכנית הכבדה ביותר. טונגסטן הוא חומר עקשן שצבעו לבן בוהק וצפיפותו של 19.25 גרם/סנטימטר מעוקב הוא הופך שביר כאשר הוא מזוהם מעט. בנוסף, לחומר יש נקודת התכה של 3,410 מעלות צלזיוס, הגבוהה מכל המתכות. טונגסטן הוא בעל נקודת רתיחה של 5,700 מעלות צלזיוס, ולכן הוא משמש בעיקר בנורות.

במצבו הטהור, טונגסטן הוא רך מאוד או שביר וכמעט תמיד משולב עם אלמנטים אחרים ליצירת סגסוגות ידועות בקשיותן. המפורסם ביותר הוא טונגסטן קרביד, שהוא תערובת של טונגסטן ופחמן. שילובים אחרים כוללים פלדה מהירה וכן קובלט, נחושת, ברונזה, כרום, ברזל או ניקל. טונגסטן הוא גם מרכיב בסגסוגת העל של ניקל-מוליבדן-כרומיום Hastelloy. בכל המקרים, סגסוגות אלו מייצרות חומרים קשים במיוחד.

לְפַתֵחַ

טכנולוגיית הדפסת תלת מימד של טונגסטן

נכון לעכשיו, טונגסטן מעובד באמצעות שני תהליכים. היתוך לייזר במיטת אבקה (DMLS) משתמש בלייזר אינפרא אדום כדי להמיס אבקה ולהרכיב את השכבות. בתחילה, הדפסת טונגסטן התמודדה עם קשיים טכניים בשל נקודת ההתכה הגבוהה שלה. עם זאת, בעיות אלו מתגברות על ידי שילוב אבקת טונגסטן טהורה עם ניקל-ברזל או ניקל-נחושת. התהליך השני הוא "סילון קלסר". במקרה זה, ExOne עבדה עם יצרן חומרים לפיתוח מתכת מרוכבת נחושת-טונגסטן למכונות. תהליך EBM יכול להיות מיושם בהצלחה גם על טונגסטן. היתרון של תהליך זה הוא שניתן לחמם את המתכת כאן מראש, כך שניתן למנוע דפורמציה ולחץ שיורי.

יישומים ויתרונות של הדפסת תלת מימד טונגסטן

טונגסטן משמש בעיקר בתעשיות התעופה והחלל והביטחוניות בשל תכונותיו העמידות בחום. טונגסטן נמצא לעתים קרובות בחרירי מנועי רקטות, כלים, להבי טורבינות מטוסים או ראשי נשק. בתחום הרפואי, טונגסטן הוא גם בחירה מעניינת עבור סורקי MRI או הגנה מקרינה בשל תכונותיו העמידות בפני קרינה. בנוסף, טונגסטן משמש בתעשיית הרכב, בתעשייה הכימית ואפילו ביישומי תחביבים. הוא נמצא גם במכשירים ליצירת יונים, כולל קתודות ואנודות.

לטונגסטן עמידות טובה בפני קורוזיה, סופג קרני רנטגן וקרני גמא ועמיד בפני רוב החומצות. בנוסף, מתכת כבדה זו תואמת ביולוגית. סגסוגות טונגסטן משמשות בתהליך יציקת אלומיניום בשל עמידותן בפני קורוזיה, שחיקה ומוליכות תרמית. בסך הכל, התכונות של החומר הזה הופכות אותו לשימושי ביישומים רבים.

מוביל שוק

ישנן מספר חברות שעובדות על הדפסת תלת מימד של טונגסטן. אחת המובילות היא החברה השוודית Höganäs AB, שמשתמשת בטונגסטן קרביד טיטניום כתוסף קרביד מעורב לכלי חיתוך וייצור קרבידים מוצקים על בסיס טונגסטן. GE Additive היא שחקן מרכזי בהדפסת תלת מימד מתכת ועובדת גם על חומרים שונים, כולל טונגסטן. ExOne, חלק מ-Desktop Metal, ידועה בטכנולוגיית הדבקת האבקה שלה, המתאימה גם למתכות כבדות. חברות אחרות, כמו EOS, אחראיות לפרויקטים רבים סביב המתכת הזו. 3D Systems יצרה רישיון מסד נתונים של פרמטרים להדפסה עבור טונגסטן לפני שנה, הדפסה על מכונת DMP Flex 350 3D.