據(jù)悉，在即將于德國(guó)漢堡舉辦的WorldPM 2016展會(huì)（10月9日—13日）上，知名科研機(jī)構(gòu)弗勞恩霍夫陶瓷技術(shù)和系統(tǒng)研究所（Fraunhofer IKTS）將展示他們首次增材制造的硬質(zhì)合金工具。這種硬質(zhì)合金工具主要用于機(jī)械與汽車(chē)工程，以及塑料或建材行業(yè)等，它往往需要很好的機(jī)械、化學(xué)性能，以及高抗熱性和極高的硬度。而如今，該研究所的研究人員借助3D打印技術(shù)制造出了質(zhì)量絲毫不遜于傳統(tǒng)制造的高性能模具。

燒結(jié)后帶冷卻通道的拉絲模：Fraunhofer IKTS根據(jù)客戶要求通過(guò)3D粘結(jié)劑噴射技術(shù)開(kāi)發(fā)的硬金屬部件

據(jù)悉，F(xiàn)raunhofer IKTS在硬金屬的開(kāi)發(fā)方面擁有幾十年經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。該研究所可以使用單軸或冷等靜壓干法成型、擠出、注塑成型和形狀切割等制造出可靠的切割、鉆孔、壓、沖壓等鎢硬質(zhì)合金工具。不過(guò)在傳統(tǒng)的工具制造中，復(fù)雜的幾何形狀，比如在部件內(nèi)部螺旋或蜿蜒的冷卻管道，往往需要很高的制造成本，或者根本制造不出來(lái)。

“同時(shí)，眾所周知，通過(guò)使用節(jié)約資源和無(wú)需模具的3D打印技術(shù)，那些復(fù)雜的陶瓷幾何形狀能夠很快實(shí)現(xiàn)?！盕raunhofer IKTS的“成型（Shaping）”組負(fù)責(zé)人Tassilo Moritz說(shuō)。

硬質(zhì)合金與金屬陶瓷組負(fù)責(zé)人Johannes P?tschke

現(xiàn)在IKTS的科學(xué)家已經(jīng)通過(guò)3D打印工藝成功地制造出復(fù)雜的硬質(zhì)合金工具。據(jù)悉，它們使用的是粘結(jié)劑噴射技術(shù)，該技術(shù)主要根據(jù)CAD模型使用打印頭逐層向指定區(qū)域里的粉末顆粒噴射粘結(jié)劑?？茖W(xué)家們此次成果的特別之處在于他們得到的是百分之百致密的部件、有完美的硬質(zhì)合金微觀結(jié)構(gòu)，從而具有良好的機(jī)械性能。

這里所謂的硬質(zhì)合金包括一種陶瓷硬質(zhì)材料，如碳化鎢，以及一種鈷和鎳或鐵的粘性粘合劑基質(zhì)。

研究人員們稱，通過(guò)有選擇性地調(diào)整粘結(jié)劑基質(zhì)，他們能夠分別調(diào)整抗折強(qiáng)度、韌性和硬度——在硬質(zhì)合金種粘合劑的比例越低，部件就越硬。Fraunhofer IKTS此次制造的原型的粘合劑含量按重量算是12%和17%。

“我們使用3D打印技術(shù)制造出復(fù)雜的生坯，然后在常規(guī)燒結(jié)條件下進(jìn)行燒結(jié)，就實(shí)現(xiàn)了具有100%致密度的典型硬質(zhì)合金結(jié)構(gòu)部件。此外，它有可能通過(guò)均勻分布鈷來(lái)獲得類(lèi)似于傳統(tǒng)制造的高性能工具的質(zhì)量?！盕raunhofer IKTS硬質(zhì)合金與金屬陶瓷組負(fù)責(zé)人Johannes P?tschke說(shuō)。