Дослідники з Університету Хіросіми разом із фахівцями Mitsubishi Materials представили новий метод адитивного виробництва виробів із цементованого карбіду вольфраму з кобальтом (WC-Co). Цей матеріал, що має екстремальну твердість — понад 1400 HV, традиційно дуже складний в обробці. Розроблена технологія дозволяє формувати деталі складної геометрії, значно знижуючи витрати дорогої сировини порівняно з класичною порошковою металургією.
Ключовою особливістю запропонованого підходу стало використання методу лазерного гарячого дроту з опроміненням (hot-wire laser irradiation). На відміну від стандартних методів селективного лазерного плавлення, де метал переходить у рідку фазу, нова технологія базується на розм’якшенні матеріалу без повного розплавлення. Це дозволяє уникнути термічної деградації структури карбіду вольфраму та мінімізувати виникнення дефектів під час пошарового наплавлення.
У ході експериментів вчені протестували дві стратегії позиціонування лазерного променя щодо стрижня, що подається. Було встановлено, що пряме опромінення верхньої частини присадного матеріалу призводить до декомпозиції карбідів. Рішенням проблеми стало впровадження проміжного шару на основі нікелевого сплаву, а також прецизійний контроль температурного режиму: нагрівання підтримувалося вище точки плавлення кобальту, але нижче температури активного зростання зерен.
За словами Кейти Марумото (Keita Marumoto), доцента Вищої школи передових наук та інженерії Університету Хіросіми, адитивний метод дає можливість наносити надтвердий сплав лише на ті ділянки інструменту, де це необхідно, наприклад на ріжучі кромки. Отримані зразки продемонстрували механічну міцність і твердість, ідентичні промисловим еталонам, виготовленим методом спікання під високим тиском. Надалі команда планує адаптувати технологію для виробництва серійного металорізального інструменту та знизити ймовірність появи мікротріщин під час друку складних форм.
