टंगस्टन अपने अच्छे थर्मोमैकेनिकल गुणों जैसे उच्च गलनांक, उच्च घनत्व, उच्च तापीय चालकता और मध्यम तापीय विस्तार के कारण उच्च तापमान अनुप्रयोगों के लिए पसंद की सामग्री है। इसके अलावा, इसकी उच्च घनत्व और बेहद कम स्पटरिंग क्षरण दर इसे विकिरण या अन्य चरम वातावरण के लिए उपयुक्त बनाती है और इसका उपयोग एयरोस्पेस, विमानन, सैन्य, चिकित्सा और परमाणु को कवर करने वाले वेवगाइड्स, कोलाइमेटर्स, परमाणु रिएक्टर प्लाज्मा सतह घटकों आदि के निर्माण के लिए किया जा सकता है। उद्योग, आदि कई क्षेत्र।
टंगस्टन धातु के फायदों की विस्तृत श्रृंखला भी इसे संसाधित करना मुश्किल बनाती है। शुद्ध टंगस्टन का गलनांक 3410 डिग्री सेल्सियस जितना अधिक होता है। हालांकि टंगस्टन मिश्र धातु का गलनांक कम होता है, वे सभी दुर्दम्य धातुएँ हैं, जिनका निर्माण पारंपरिक तरीकों से करना मुश्किल है। आम तौर पर, टंगस्टन और टंगस्टन मिश्र धातुओं को पाउडर धातु विज्ञान रिक्त बनाने, बाहर निकालना, फोर्जिंग, रोलिंग, कताई और ड्राइंग द्वारा सामग्री में संसाधित किया जा सकता है, लेकिन प्रसंस्करण लागत उच्च और समय लेने वाली होती है, और भागों की संरचनात्मक जटिलता निर्मित की जा सकती है सीमित है।
हाल के वर्षों में, 3डी प्रिंटिंग तकनीक ने टंगस्टन धातु के निर्माण के लिए एक साधन प्रदान किया है, और इस सामग्री के निर्माण को विभिन्न 3डी प्रिंटिंग प्रक्रियाओं जैसे एसएलएम, बीजे, एफडीएम एक्सट्रूज़न और डीएलपी का उपयोग करके खोजा गया है, जो प्रत्यक्ष पिघलने पर आधारित हैं। और सिंटरिंग। व्यवहार्यता। सीमेंटेड कार्बाइड निर्माण कंपनियों को उम्मीद है कि यह नई तकनीक टंगस्टन धातु के निर्माण के लिए एक नया रास्ता खोल सकती है, और मुख्यधारा के 3डी प्रिंटिंग उपकरण निर्माताओं ने भी सक्रिय रूप से टंगस्टन धातु बनाने की प्रक्रिया का पता लगाया है और व्यक्त किया है कि उन्होंने सफलता हासिल की है।
मेल्टिंग-आधारित, डायरेक्ट लेजर 3डी प्रिंटिंग
चयनात्मक लेजर मेल्टिंग (SLM/L-PBF) उच्च परिशुद्धता और उच्च गुणवत्ता वाले कार्यात्मक भागों के उत्पादन के लिए सबसे सफल योगात्मक निर्माण तकनीकों में से एक है। वर्षों से, चीन में प्रसिद्ध धातु 3डी प्रिंटिंग निर्माताओं ने कहा है कि उन्होंने टंगस्टन के लेजर 3डी प्रिंटिंग पर विजय प्राप्त की है और सफलतापूर्वक आवेदन को महसूस किया है। दिए गए उदाहरण चिकित्सा उपयोग के लिए सभी टंगस्टन ग्रिड हैं, और कुछ टिकाऊ हैं। रिपोर्ट।
लेज़र-आधारित तकनीक के साथ सबसे बड़ी समस्या तापमान प्रवणता का अस्तित्व है, जो आसानी से अवशिष्ट तनाव और दरार का कारण बन सकती है। लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी के शोधकर्ताओं ने बताया कि टंगस्टन पर 3डी प्रिंटिंग अध्ययन में 98 प्रतिशत से अधिक उच्च घनत्व की सूचना दी गई है, लेकिन माइक्रोक्रैक का गठन अपरिहार्य है। 3डी प्रिंटिंग तकनीक के संदर्भ में इस सामग्री के अनुसंधान में लगी कई इकाइयों के शोधकर्ताओं के बारे में सीखा है। टंगस्टन ग्रिड को प्रिंट करना अपेक्षाकृत आसान है। हालांकि ताकत अधिक नहीं है, वे विकिरण परिरक्षण के लिए चिकित्सा आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं। छपाई के दौरान दरार करना बहुत आसान है।
मिश्रधातु और प्रक्रिया अनुकूलन के माध्यम से टंगस्टन की लेजर छपाई में सुधार किया जा सकता है, लेकिन दोनों दृष्टिकोणों को सीमित सफलता मिली है। उच्च घनत्व वाले टंगस्टन मिश्र धातुओं के लिए, घटकों की विविधता के कारण, गुण बहुत भिन्न होते हैं, गलनांक 2400 डिग्री तक भिन्न होता है, और प्रत्येक तत्व का संतृप्त वाष्प दबाव अलग होता है। टियांजिन यूनिवर्सिटी और सेंट्रल साउथ यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने यह भी बताया कि एसएलएम का उपयोग करके टंगस्टन मिश्र धातुओं में घटकों की नियंत्रणीयता सुनिश्चित करना मुश्किल है, और उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों वाले पूर्ण-घनत्व वाले टंगस्टन मिश्र धातुओं का निर्माण करना भी मुश्किल है।
निस्संदेह, टंगस्टन ग्रिड के निर्माण के लिए लेजर का उपयोग एक महत्वपूर्ण सफलता है और प्रत्यक्ष लेजर पिघलने का सबसे सफल अनुप्रयोग है, लेकिन टंगस्टन का उपयोग केवल ग्रिड के लिए नहीं है।
सिंटरिंग-आधारित, अप्रत्यक्ष 3डी प्रिंटिंग
सिंटरिंग पर आधारित अप्रत्यक्ष 3डी प्रिंटिंग टंगस्टन धातु सामग्री बनाने के लिए एक और प्रसंस्करण विधि प्रदान करती है। मुख्य प्रक्रियाओं में एक्सट्रूज़न, लाइट क्योरिंग और बाइंडर जेटिंग शामिल हैं। इन प्रक्रियाओं को पहले भाग के रिक्त स्थान का निर्माण करना है, और फिर टंगस्टन धातु के सिंटरिंग और घनत्व का एहसास करने के लिए पारंपरिक पाउडर धातु विज्ञान प्रक्रिया का उपयोग करना है।
पाउडर एक्सट्रूज़न प्रिंटिंग (पाउडर एक्सट्रूज़न प्रिंटिंग, पीईपी) एक उदाहरण है, इस तकनीक में मूल पाउडर की गोलाकारता और तरलता पर सख्त आवश्यकताएं नहीं होती हैं, धातु पाउडर और पॉलिमर बाइंडर के साथ मिश्रित छर्रों को पिघला हुआ पेस्ट द्रव में गर्म करके और जमा करके यह हरे रंग की बॉडी का उत्पादन करने के लिए परत दर परत, घटने और सिंटरिंग के बाद, वांछित संरचना और उच्च प्रदर्शन के साथ एक मिश्र धातु का हिस्सा बन सकता है।
टंगस्टन मिश्र धातु हरी शरीर
सिंटरिंग के बाद टंगस्टन मिश्र धातु
पाउडर पिघल एक्सट्रूज़न अप्रत्यक्ष 3 डी प्रिंटिंग तकनीक के उपयोग से टंगस्टन मिश्र धातु भागों को प्रिंट करने में कुछ फायदे हैं, जिससे निकट-नेट-आकार के संरचनात्मक भागों का निर्माण संभव हो जाता है। इसके अलावा, यह बनाने की प्रक्रिया सरल है, इसमें लेजर उपकरणों की आवश्यकता नहीं होती है, और इसमें कम उपकरण और सामग्री इनपुट लागत होती है। यह पाउडर धातु विज्ञान में प्रयुक्त पाउडर सामग्री के लिए उपयुक्त है और इसमें कम तापमान बनाने और उच्च तापमान बनाने की विशेषताएं हैं।
संक्षेप
प्रत्येक प्रक्रिया के अपने फायदे और नुकसान होते हैं। टंगस्टन धातु ब्लॉकों के वर्तमान प्रत्यक्ष लेजर निर्माण में क्रैकिंग और फॉर्मिंग में कमियां हैं, और एक्सट्रूज़न और सिंटरिंग की योजना पतली दीवार वाली ग्रिड संरचनाओं का निर्माण करना मुश्किल है।