陶瓷、复合材料，深度透视粘结剂喷射3D打印技术​的材料与应用发展(2)
时间:2021-12-29 08:52 来源:3D科学谷 作者:admin 点击:次
以ZrC陶瓷为基体和(或)包覆层的燃料元件形式和燃料颗粒示意图
碳化硼：B4C是核能系统中重要的中子吸收材料、控制棒材料和屏蔽材料，其密度低、熔点和硬度高，化学性质稳定。B4C中主要的中子吸收核素为10B，10B的热中子吸收截面大，在不同反应堆中，B4C具有不同的使用形式。 国际上USNC-Tech通过粘结剂喷射3D打印技术制造包覆燃料的基体和(或)包覆层的燃料元件。USNC-Tech的商用放射性同位素加热器可以集成到着陆器和漫游车等太空探索设备中，使它们能够在传统热源失效的寒冷条件下生存。此功能对于防止设备和组件在 14 天的阴历夜、月球永久阴影区域以及太阳能和化学电源效率低下或无法使用的其他地方冻结至关重要。 l 其他 当然，粘结剂喷射3D打印陶瓷还可以应用到其他诸多领域。整体而言，由于陶瓷3D打印技术可直接打印具有复杂结构的陶瓷零部件，因此陶瓷3D打印技术具有无可替代的优势及应用价值。
硬质合金刀具是一种以超细颗粒碳化钨为主要原材料，以钴、钇等金属元素或其它难熔碳化物粉末为辅助材料的精加工合金，具有硬度高、强度大、韧性好、耐磨、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，因而适合应用于数控机床中。根据3D科学谷的市场观察，国际上通过粘结剂喷射3D打印技术成就了结构更加复杂、带冷却内流道的硬质合金刀具。
l 碳化钨 碳化钨是由粉末冶金生产的最广泛使用的高速加工（HSM）工具材料，由硬质碳化物（通常为碳化钨WC）颗粒和较软的金属粘合剂组成。目前，有数百种具有不同组成的WC基碳化钨，其中大多数使用钴（Co）作为粘合剂。镍（Ni）和铬（Cr）也是常用的粘合剂元素，可以添加其他添加剂。一些合金元素。 熟悉Binder Jetting粘结剂喷射金属3D打印技术的业界人士不难发现，传统注塑成型工艺制造的硬质合金工件流程中的脱脂，烧结过程与粘结剂喷射金属3D打印技术所需要的后处理过程是一致的。西班牙TECNALIA 利用其科学研究知识帮助公司通过颠覆性粘合剂喷射技术取得更大成功。
3D打印技术硬质合金刀具© exone 粘结剂喷射增材制造克服了需要支撑的增材制造工艺的局限性，可用于加工所需但难以加工的硬质金属和工具钢，设计自由度使提高性能的冷却通道能够直接集成到设计中。
烧结后，获得了密度与传统制造的商业部件相当的部件。此外，该材料的硬度和断裂韧性也相当。 l 钨合金 硬质合金（WC-Co）是一种具有非常高的硬度和韧性的材料，被广泛用于切削刀具和耐磨零件的生产。铜钨（CuW）材料适合用于需要高耐热性、高电导率和导热率以及低热膨胀的环境中。 钨金属的传统制造工艺是将碳化钨粉末压制成所需的形状，然后通过烧结工艺提高零件的强度和密度。通过粘结剂喷射金属3D打印技术，能够在无模具的情况下将钨金属粉末成型，然后再结合传统的烧结等工艺进行后处理，获得最终的强度。3D打印技术的应用，不仅能够节省模具制造时间与成本，还能够实现更为复杂的零部件设计，提升零部件的附加值。 国际上，钨粉制造商GTP 正在推进两种钨合金粉末的研发，与以往涉及到的钨合金3D打印粉末所不同的是，这两种钨合金材料用于粘结剂喷射这一间接金属3D打印技术：硬质合金（WC-Co）和铜钨（CuW）这两种钨基合金粉末材料。
金属复合材料可以用于冷却模具的制造，根据3D科学谷的市场观察，虽然3D打印随形冷却模具并不是什么新鲜事物，但ExOne的粘结剂喷射技术以实惠的价格提供全新的大批量生产模具，这在增材制造领域是件新事物。 ExOne的粘结剂喷射技术3D打印冰淇淋塑料小勺的模具嵌芯，制造周期是通过传统方式（铸造+机加工）标准钢制模具的三分之一，价格约为传统标准钢制模具的一半。
ExOne所用的材料是420钢-青铜基体材料，是在ExOne 总部进行的3D打印和烧结，粘结剂喷射技术将420不锈钢-青铜材料制成近净形状，脱脂烧结后再精加工和抛光工具到 900 Ra。
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