鎢已成為金屬3D打印行業(yè)的熱門(mén)材料。近年來(lái)，針對(duì)該材料的最佳應(yīng)用方式展開(kāi)了深入探索。2020年，鎢在增材制造領(lǐng)域取得關(guān)鍵突破——此前生產(chǎn)過(guò)程中存在的脆性和微裂紋問(wèn)題得到有效解決。2021年，鎢鎳鐵合金新工藝的開(kāi)發(fā)進(jìn)一步推動(dòng)了其應(yīng)用邊界。這種重金屬甚至在聚變能源領(lǐng)域展現(xiàn)出潛力，能夠承受聚變反應(yīng)堆中的極端溫度與苛刻條件。以下為您系統(tǒng)梳理鎢材料的特性、3D打印技術(shù)及應(yīng)用前景。

    鎢的核心特性

    鎢的名稱源自瑞典語(yǔ)，意為"沉重的石頭"。作為密度最高的技術(shù)金屬（19.25克/立方厘米），它具備優(yōu)異的耐火性能，表面呈亮白色，但易受微量雜質(zhì)影響而變脆。其熔點(diǎn)達(dá)3,410°C，是所有金屬中最高的；沸點(diǎn)更高達(dá)5,700°C，這也是其早期廣泛應(yīng)用于電燈泡的原因。

    純凈狀態(tài)下的鎢通常呈現(xiàn)軟質(zhì)或脆性特征，因此常與其他元素結(jié)合形成合金。最具代表性的碳化鎢由鎢與碳組成，其他常見(jiàn)組合包括高速鋼以及鈷、銅、青銅、鉻、鐵、鎳等元素的合金體系。鎢還是哈氏鎳鉬鉻高溫合金的重要成分，這些合金均展現(xiàn)出極高的硬度特性。

    鎢的3D打印工藝

    目前，鎢的增材制造主要采用兩類技術(shù)：

    激光粉末床熔融（DMLS）：利用紅外激光熔化金屬粉末并逐層構(gòu)建部件。早期因鎢的高熔點(diǎn)面臨技術(shù)挑戰(zhàn)，后通過(guò)將純鎢粉與鎳鐵或鎳銅混合得以克服。

    粘合劑噴射：ExOne（現(xiàn)屬DesktopMetal）與材料廠商合作開(kāi)發(fā)了銅鎢復(fù)合金屬工藝。

    電子束熔融（EBM）：該工藝通過(guò)預(yù)熱金屬粉末，有效避免部件變形與殘余應(yīng)力，同樣適用于鎢材料加工。

    應(yīng)用領(lǐng)域與核心優(yōu)勢(shì)

    鎢的耐熱特性使其在航空航天與國(guó)防工業(yè)中占據(jù)重要地位，常見(jiàn)于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴、飛機(jī)渦輪葉片、武器彈頭及精密工具制造。醫(yī)療領(lǐng)域則利用其防輻射特性應(yīng)用于MRI掃描儀與輻射防護(hù)設(shè)備。此外，鎢還廣泛服務(wù)于汽車工業(yè)、化學(xué)工程、業(yè)余愛(ài)好模型制作及離子發(fā)生裝置（如陰極、陽(yáng)極）等領(lǐng)域。

    材料特性方面，鎢具備優(yōu)異的耐腐蝕性能，可有效吸收X射線與伽馬射線，且能抵抗多數(shù)酸性物質(zhì)侵蝕。其生物相容性、耐侵蝕性及導(dǎo)熱性，使其成為鋁鑄造工藝中模具材料的理想選擇。

    市場(chǎng)主要參與者

    多家企業(yè)致力于鎢材料3D打印技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用：

    瑞典H?gan?sAB：采用碳化鎢鈦?zhàn)鳛閺?fù)合碳化物添加劑，用于切削工具與鎢基燒結(jié)碳化物生產(chǎn)。

    GEAdditive：作為金屬3D打印領(lǐng)域的領(lǐng)軍者，持續(xù)推進(jìn)鎢等特殊材料的研究。

    ExOne（DesktopMetal）：以粘合劑噴射技術(shù)聞名，成功開(kāi)發(fā)銅鎢復(fù)合金屬工藝。

    EOS：深度參與鎢材料相關(guān)研發(fā)項(xiàng)目。

    3DSystems：一年前建立鎢材料打印參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，支持DMPFlex350設(shè)備的工藝優(yōu)化。

    通過(guò)材料特性優(yōu)化與工藝創(chuàng)新，鎢在3D打印領(lǐng)域正不斷拓展其應(yīng)用邊界，為高溫、耐腐蝕、防輻射等極端工況下的制造需求提供創(chuàng)新解決方案。