Pesquisadores da Universidade de Hiroshima imprimem com sucesso carbeto de tungstênio ultra-duro em 3D

O carboneto de tungstênio-cobalto (WC-Co) é um elemento básico do setor de manufatura, valorizado por uma dureza que rivaliza com a safira e o diamante. No entanto, sua extrema durabilidade faz com que seja incrivelmente caro e desperdício moldar usando a metalurgia do pó tradicional. Agora, pesquisadores da Universidade de Hiroshima desenvolveram uma maneira de imprimir em 3D esse material sem sacrificar sua lendária resistência.

O estudo, publicado no International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, utiliza uma técnica chamada irradiação a laser de fio quente. Ao contrário da manufatura aditiva padrão, que pode derreter totalmente a matéria-prima, esse método combina um feixe de laser com um fio de enchimento pré-aquecido para apenas amolecer os metais.

Os carbetos cimentados são materiais extremamente duros... mas são feitos de matérias-primas muito caras, como tungstênio e cobalto, o que torna altamente desejável a redução do uso de materiais. Usando a manufatura aditiva, o carbeto cimentado pode ser depositado somente onde for necessário, reduzindo assim o consumo de material. - Professor assistente Keita Marumoto, autor correspondente do artigo.

A equipe testou duas orientações de fabricação: rod-leadng e laser-leadng, mas inicialmente enfrentou problemas com defeitos e decomposição de material. Eles obtiveram sucesso introduzindo uma camada intermediária à base de liga de níquel e controlando rigorosamente as temperaturas para que ficassem acima do ponto de fusão do cobalto, mas abaixo do nível em que ocorre o crescimento de grãos. O resultado final foi um material livre de defeitos, com dureza superior a 1.400 HV, igual à dos carbonetos fabricados convencionalmente.

Os pesquisadores agora estão procurando refinar o processo para evitar rachaduras e permitir a fabricação de formas complexas, o que pode revolucionar a forma como as ferramentas de corte são feitas.