Des chercheurs de l'université d'Hiroshima réussissent à imprimer en 3D du carbure de tungstène ultra-dur

Le carbure de tungstène-cobalt (WC-Co) est un élément essentiel de l'industrie manufacturière, apprécié pour sa dureté qui rivalise avec celle du saphir et du diamant. Cependant, son extrême durabilité rend sa mise en forme incroyablement coûteuse et inutile par la métallurgie des poudres traditionnelle. Aujourd'hui, des chercheurs de l'université d'Hiroshima ont mis au point un moyen d'imprimer ce matériau en 3D sans sacrifier sa légendaire solidité.

L'étude, publiée dans l'International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, utilise une technique appelée "hot-wire laser irradiation" (irradiation laser à fil chaud). Contrairement à la fabrication additive standard, qui peut faire fondre complètement la matière première, cette méthode associe un faisceau laser à un fil d'apport préchauffé pour simplement ramollir les métaux.

Les carbures cémentés sont des matériaux extrêmement durs... mais ils sont fabriqués à partir de matières premières très coûteuses telles que le tungstène et le cobalt, ce qui rend la réduction de l'utilisation des matériaux très souhaitable. Grâce à la fabrication additive, le carbure cémenté peut être déposé uniquement là où il est nécessaire, ce qui permet de réduire la consommation de matériaux. - Le professeur adjoint Keita Marumoto, auteur correspondant de l'article.

L'équipe a testé deux orientations de fabrication : le guidage par tige et le guidage par laser, mais elle a d'abord été confrontée à des problèmes de défauts et de décomposition du matériau. Ils ont réussi en introduisant une couche intermédiaire à base d'alliage de nickel et en contrôlant strictement les températures pour qu'elles restent supérieures au point de fusion du cobalt, mais inférieures au niveau où se produit la croissance des grains. Le résultat final est un matériau sans défaut, d'une dureté supérieure à 1 400 HV, qui correspond aux carbures fabriqués de manière conventionnelle.

Les chercheurs cherchent maintenant à affiner le processus pour éviter les fissures et permettre la fabrication de formes complexes, ce qui pourrait révolutionner la fabrication des outils de coupe.