Wolfraam heeft het hoogste smeltpunt van alle metalen, 3, 422 graden Celsius. Dit maakt het materiaal ideaal voor gebruik bij hoge temperaturen in b.v. ruimteraketpijpen, verwarmingselementen van hogetemperatuurovens, of de fusiereactor. Echter, het metaal is zeer bros en, Vandaar, moeilijk te verwerken. Onderzoekers van het Karlsruhe Institute of Technology (KIT) hebben een innovatieve benadering ontwikkeld om dit broze materiaal zacht te maken. Om wolfraam te verwerken, ze hebben nieuwe procesparameters bepaald voor het smelten van elektronenstralen.

Wolfraam is een metaal met zeer aantrekkelijke eigenschappen:het is corrosiebestendig en zo zwaar als goud. In de vorm van wolfraamcarbide, het is zo hard als diamant. En het heeft het hoogste smeltpunt van alle metalen, 3, 422 graden Celsius. Echter, het metaal is zeer bros bij kamertemperatuur. Door zijn eigenschappen, wolfraam is moeilijk te verwerken met conventionele methoden. De verwerking is duur en tijdrovend. Een alternatief is 3D-printen waarmee wolfraamcomponenten kunnen worden geproduceerd die nauwelijks nabewerking behoeven. "Momenteel, we werken aan de additieve fabricage van wolfraamcomponenten door smelten met elektronenstralen, EBM in het kort, " zegt Dr. Steffen Antusch van het Institute for Applied Materials-Materials Science and Engineering (IAM-WK) van het KIT. Het team is erin geslaagd het EBM-proces aan te passen aan wolfraam. Na het ontwikkelen van specifieke procesparameters, 3D-printen van wolfraamcomponenten is nu mogelijk. "Dit metaal kan op veel gebieden worden toegepast. Dankzij zijn bijzondere eigenschappen, het is bij uitstek geschikt voor toepassingen bij hoge temperaturen in energie- en lichttechnologieën, Luchtvaartindustrie, en medische techniek. Het is onmisbaar in de moderne hightechindustrie, " zegt Alexander Klein, IAM-WK.

Voorverwarmen maakt verwerking van broze materialen mogelijk

EBM is een additieve fabricagemethode. Elektronen die onder vacuüm worden versneld, smelten selectief metaalpoeder en, op deze manier, een 3D-component op een additieve manier produceren, dat is laag voor laag. Het grote voordeel van deze methode is de gebruikte energiebron, de elektronenbundel. Het wordt gebruikt om het metaalpoeder en de dragerplaat voor te verwarmen voordat het smelt, waardoor vervorming en inherente spanning worden verminderd. Het is mogelijk om materialen te verwerken die bij kamertemperatuur gemakkelijk breken en bij hoge temperatuur vervormen.

Echter, de gebruikte materialen moeten elektrisch geleidend zijn. Vandaar, het proces is niet geschikt voor keramische materialen, omdat EBM is gebaseerd op het principe van elektrisch laden.

Lichtgewicht titanium componenten voor KA-RaceIng

Oorspronkelijk, EBM is ontwikkeld om titaniumlegeringen en materialen te verwerken die hogere procestemperaturen nodig hebben. Tot dusver, EBM is gebruikt om lichtgewicht titaniumcomponenten te produceren voor KIT's KA-RaceIng-formulestudentenproject.