Il tungsteno ha il punto di fusione più alto di tutti i metalli, 3, 422 gradi Celsius. Ciò rende il materiale ideale per l'uso ad alte temperature, ad es. ugelli del razzo spaziale, resistenze di forni ad alta temperatura, o il reattore a fusione. Però, il metallo è molto fragile e, quindi, difficile da elaborare. I ricercatori del Karlsruhe Institute of Technology (KIT) hanno sviluppato un approccio innovativo per rendere morbido questo fragile materiale. Per elaborare il tungsteno, hanno determinato nuovi parametri di processo per la fusione del fascio di elettroni.

Il tungsteno è un metallo con proprietà molto attraenti:è resistente alla corrosione e pesante come l'oro. Sotto forma di carburo di tungsteno, è duro come il diamante. E ha il punto di fusione più alto di tutti i metalli, 3, 422 gradi Celsius. Però, il metallo è molto fragile a temperatura ambiente. Per le sue proprietà, il tungsteno è difficile da lavorare con i metodi convenzionali. L'elaborazione è costosa e richiede tempo. Un'alternativa è la stampa 3D che consente di produrre componenti in tungsteno che non richiedono quasi nessuna finitura. "Al momento, stiamo lavorando alla produzione additiva di componenti in tungsteno mediante fusione a fascio di elettroni, EBM in breve, " afferma il dott. Steffen Antusch dell'Institute for Applied Materials—Materials Science and Engineering (IAM-WK) di KIT. Il team è riuscito ad adattare il processo EBM al tungsteno. Avendo sviluppato parametri di processo specifici, La stampa 3D di componenti in tungsteno è ora possibile. "Questo metallo può essere applicato in molti settori. Grazie alle sue proprietà speciali, è ideale per applicazioni ad alta temperatura nelle tecnologie energetiche e luminose, industria aerospaziale, e ingegneria medica. È indispensabile nella moderna industria high-tech, "dice Alexander Klein, IAM-WK.

Il preriscaldamento consente la lavorazione di materiali fragili

EBM è un metodo di produzione additiva. Gli elettroni accelerati sotto vuoto fondono selettivamente polvere di metallo e, in questo modo, produrre un componente 3D in modo additivo, cioè strato per strato. Il grande vantaggio di questo metodo consiste nella fonte di energia utilizzata, il fascio di elettroni. Viene utilizzato per preriscaldare la polvere metallica e la piastra di supporto prima della fusione, in conseguenza della quale si riducono la deformazione e lo stress intrinseco. È possibile lavorare materiali che si rompono facilmente a temperatura ambiente e possono essere deformati ad alta temperatura.

Però, i materiali utilizzati devono essere elettricamente conduttivi. Quindi, il processo non è adatto per materiali ceramici, in quanto EBM si basa sul principio della ricarica elettrica.

Componenti leggeri in titanio per KA-RaceIng

Originariamente, L'EBM è stato sviluppato per elaborare leghe di titanio e materiali che richiedono temperature di processo più elevate. Finora, L'EBM è stato utilizzato per produrre componenti in titanio leggero per il progetto studentesco della formula KA-RaceIng di KIT.