Investigadores de la Universidad de Hiroshima imprimen con éxito en 3D carburo de tungsteno ultraduro

El carburo de wolframio-cobalto (WC-Co) es un elemento básico de la industria manufacturera, apreciado por una dureza que rivaliza con la del zafiro y el diamante. Sin embargo, su extrema durabilidad hace que sea increíblemente caro y derrochador darle forma mediante la pulvimetalurgia tradicional. Ahora, investigadores de la Universidad de Hiroshima han desarrollado una forma de imprimir en 3D este material sin sacrificar su legendaria dureza.

El estudio -publicado en la revista International Journal of Refractory Metals and Hard Materials- utiliza una técnica denominada irradiación láser de hilo caliente. A diferencia de la fabricación aditiva estándar, que podría fundir completamente la materia prima, este método combina un rayo láser con un alambre de relleno precalentado para simplemente ablandar los metales.

Los carburos cementados son materiales extremadamente duros... pero se fabrican a partir de materias primas muy caras como el tungsteno y el cobalto, por lo que es muy deseable reducir el uso de material. Utilizando la fabricación aditiva, el carburo cementado puede depositarse sólo donde se necesita, reduciendo así el consumo de material. - El profesor adjunto Keita Marumoto, autor correspondiente del artículo.

El equipo probó dos orientaciones de fabricación: con varilla y con láser, pero al principio tuvieron problemas con los defectos y la descomposición del material. Consiguieron el éxito introduciendo una capa intermedia basada en una aleación de níquel y controlando estrictamente las temperaturas para que se mantuvieran por encima del punto de fusión del cobalto pero por debajo del nivel en el que se produce el crecimiento de grano. El resultado final fue un material sin defectos con una dureza de más de 1.400 HV, equiparable a la de los carburos fabricados convencionalmente.

Los investigadores buscan ahora perfeccionar el proceso para evitar el agrietamiento y permitir la fabricación de formas complejas, revolucionando potencialmente la forma de fabricar herramientas de corte.