瓦特光聚合增材制造 WC-Co 硬金属,通过现场聚合诱导的微封装实现

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 增材制造 增材制造 增材制造
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 硬金属的增材制造在打印分辨率和机械强度方面面临着挑战.
• 瓦特光聚合为复杂的硬金属零件制造提供了潜力.
• 改善泥性能是克服当前限制的关键.

研究的目的:

• 开发一种用于制造高分辨率,高强度硬金属零件的光聚合方法.
• 为了提高WC-Co泥的光固化能力和沉积稳定性.
• 为了在3D打印的硬金属组件中实现复杂的结构和高表面质量.

主要方法:

• 在现场聚合诱导的碳化 (WC) 粉末与聚乙烯 (PS) 的微封装.
• 用WC@PS制备WC-Co泥,用于光聚合.
• 烧结工艺用于制造密集的硬金属部件.
• 泥属性的表征,固化深度,零件密度,硬度和表面粗度.

主要成果:

• 微封装WC粉末 (WC@PS) 显著增加了泥固化深度650% (32至336微米).
• 实现了3D打印的硬金属部件,其相对密度为99.5%,硬度为86.9HRA.
• 获得了2.26μm的表面粗度 (Ra),接近理论极限.
• 展示了一种打印的钻头,能够轻松地穿过金属板.

结论:

• 通过烧结辅助的 Vat 光聚合可制造具有高表面质量和性能的复杂硬金属零件.
• 聚合诱导的微封装有效地增强了用于3D打印的泥特性.
• 这种方法可以通过3D打印生产微型,高性能硬金属组件.