3 boyutlu yazıcı tarafında imkansız olarak düşünülen yapıldı

Japonya’da yer alan Hiroshima Üniversitesi araştırmacıları, sanayinin en zor şekillendirilen metalleri arasında yer alan tungsten karbürü kobaltını 3B yazıcıyla basmayı başardı. Bu gelişme, endüstriyel üretimde yüksek dayanım gerektiren kesici ve inşaat araçlarının üretiminde yeni bir dönemin kapısını aralayabilir.

Tungsten karbür-kobalt, elmas ve safir gibi ultra sert malzemelere yakın sertlikte bulunmasıyla biliniyor. Bu özellik, aynı zamanda onu üretimde işlenmesi son derece zor bir malzeme haline getiriyor. Geleneksel üretim yöntemlerinde bu parçalar, yüksek basınçta presleme ve sinterleme gerektiren toz süreçleriyle şekillendiriliyor ki bu yöntem hem maliyetli hem de çok fazla hammaddenin boşa gitmesine yol açıyor.

YENİ YÖNTEMLE BASKI

Araştırmacılar, klasik metal 3B yazıcılardan farklı bir teknik olarak lazer ışınları ile ısıtılmış teller aynı anda kullanıldı. Bu yaklaşımda malzeme tamamen eritilmek yerine sadece belirli bir dereceye kadar yumuşatılıyor. Bunun sonucunda tungsten karbür katman katman birleştirilerek kusursuz ve yüksek sertlikte bir yapı elde edilebiliyor.

Bu yöntemde aynı zamanda nikel alaşımlı ince bir ara tabaka eklenerek katmanlar arasındaki yapışma iyileştiriliyor ve malzemenin iç yapısında çatlak veya bozulma riski azaltılıyor.

Yeni baskı yöntemiyle elde edilen tungsten karbür parçalar, 1400 HV’den (Vickers sertlik birimi) yüksek sertliğe ulaşabiliyor. Bu değer, endüstride kullanılan birçok malzemeye göre çok daha yüksek olup, safir ve elmasın hemen altında yer alıyor.

Baskı sürecinde malzeme tamamen erimediği için, geleneksel yöntemlere kıyasla daha az hammaddenin boşa gitmesi ve daha verimli üretim mümkün oluyor.

Araştırmanın yazarları, bu yenilikçi yöntemin yalnızca tungsten karbürle sınırlı kalmayabileceğini; benzer zorluktaki diğer metaller üzerinde de uygulanabileceğini belirtiyorlar. Bununla birlikte, şu anda karmaşık geometrilerin üretimi ve malzemede çatlak oluşumunu engelleme gibi teknik zorluklar üzerinde çalışmalar sürüyor.

Araştırma, International Journal of Refractory Metals and Hard Materials’ta yayınlandı ve metal 3B baskı teknolojisinde önemli bir adım olarak değerlendiriliyor.