葡萄牙先进制造领域迎来重要突破,Elmet Technologies公司近日获得美国专利授权,其核心技术聚焦于利用球形复合粉末进行金属增材制造,特别针对高难度的钨合金加工。钨和钼等难熔金属虽具备优异性能,但因其极高的熔点、狭窄的烧结窗口以及对粉末流动性与化学均匀性的严苛要求,长期以来一直是3D打印技术的“硬骨头”,传统工艺难以稳定实现高质量成型。
此次获专利的工艺核心在于构建了一种独特的粉末结构:将钨颗粒包裹在镍、铁、铜、钴或锰等低熔点过渡金属形成的基体中。这些复合颗粒通过喷雾干燥技术制备,并可经等离子致密化进一步优化。这种设计使得粉末在烧结过程中,低熔点金属基体能有效调控颗粒的压实行为,显著限制收缩率,从而获得高密度、高流动性的基础材料,完美适配粘结剂喷射及粉末床熔融等主流增材工艺。
经测试,采用该工艺烧结出的钨合金组件,其密度、硬度及抗拉强度等关键指标均达到或超越了ASTM B777标准对重钨合金的严格要求。这一突破意味着该材料已具备在航空航天、国防军工及高负荷工业环境中应用的资格,能够承受极端工况下的严苛考验。
Elmet Technologies研发副总裁Michael T. Stawovy表示,该专利凝聚了团队多年的材料研究心血,通过结合喷雾干燥与等离子致密化技术,成功实现了从粉末到复杂金属部件的可控增材制造,且所有生产环节均在美国本土完成。值得注意的是,该专利保护范围不仅限于粉末床工艺,还延伸至基于线材的定向能量沉积技术,展现了公司在解决难熔金属复杂几何成型问题上的全面布局。
葡萄牙作为欧洲重要的金属加工与材料研发基地,近年来在特种合金与先进制造领域持续投入,Elmet的这项成果正是其技术积累的典型体现。对于中国制造业而言,这一案例揭示了攻克难熔金属3D打印的关键在于粉末微观结构的创新设计,而非单纯依赖设备升级。国内企业可借鉴其“基体包裹”思路,探索适合自身产线的复合粉末制备工艺,以突破高端装备材料“卡脖子”环节,推动增材制造向更高性能材料领域拓展。
