日本攻克钨碳化物3D打印难题

日本广岛大学科研团队成功研发出一项突破性技术，实现了全球zui坚硬材料之一——碳化钨（wc-co）的3d打印。这一成果标志着长期以来困扰制造业的超硬材料增材制造难题终于得到解决，相关研究已发表于《难熔金属与硬质材料国际期刊》。

碳化钨作为工业界不可或缺的超硬材料，广泛应用于切削刀具、模具及重型设备中。然而，传统粉末冶金工艺不仅原料浪费严重，且生产成本高昂。更关键的是，由于该材料具有极高的耐热性和硬度，以往尝试通过熔融方式进行的3d打印往往因高温导致材料分解或晶粒异常生长，致使成品结构失效。

研究团队在助理教授丸本圭太的带领下，另辟蹊径，摒弃了传统的完全熔融方案，转而采用“热丝激光辐照”技术。该方法利用激光束加热预热的填充金属丝，仅将硬质合金棒软化至可塑状态，使其能够成型，却避免了达到完全液化点。为确保层间结合力并防止缺陷，研究人员还引入了一层镍基合金作为中间过渡层。整个过程中，温度控制极为精准：需高于钴（粘结剂）的熔点，但必须低于钨晶粒异常生长的临界温度。

测试结果表明，采用新工艺打印出的部件不仅结构致密无缺陷，其硬度更达到了1400 hv（维氏硬度）以上，仅次于蓝宝石和钻石等超硬物质。这种“软化成型”而非“熔融成型”的新思路，未来有望拓展至更多高性能材料的制造领域，为航空航天、精密加工等高门槛行业提供新的解决方案。

尽管目前技术仍需进一步优化以消除部分打印裂纹并提升复杂结构的成型能力，且已与三菱硬质合金公司合作推进产业化，但这一突破无疑为工业制造降本增效指明了新方向。对于中国制造业而言，关注此类超硬材料增材制造技术的演进，将有助于在高端刀具与精密部件领域抢占技术制高点，推动国产装备向更高附加值转型。