[发明专利]一种利用钨粉熔丝喷射3D打印钨坯渗铜的方法

说明书

本发明公开了一种利用钨粉熔丝喷射3D打印钨坯渗铜的方法，涉及3D打印技术领域，包括S1：原料配比、S2：制作钨基塑料丝材、S3：3D打印、S4：高温烧结、S5：渗铜、S6：热处理、S7：机加工，采用钨粉与塑基材料混合，做成钨基塑料丝材，再通过送丝机加热成熔融的流体喷射3D打印成设计好的钨坯，钨坯经过高温烧结，脱去塑基高分子材料，制成多孔隙钨坯，再进行渗铜获得需要的钨铜零件，本发明采用喷射3D打印，打印效率比较高，打印设备简单化，使打印成本大幅度降低，采用喷射打印的钨坯，贴近传统钨粉压制烧结工艺，钨粉没有熔化，保留的渗铜孔隙均匀。

技术领域

本发明涉及由金属粉末制造制品技术领域，具体是涉及一种利用钨粉熔丝喷射3D打印钨坯渗铜的方法。

背景技术

3D打印（3DP）即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车、航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

2019年1月14日，美国加州大学圣迭戈分校首次利用快速3D打印技术，制造出模仿中枢神经系统结构的脊髓支架，成功帮助大鼠恢复了运动功能。

2020年5月5日，中国首飞成功的长征五号B运载火箭上，搭载着“3D打印机”。这是中国首次太空3D打印实验，也是国际上第一次在太空中开展连续纤维增强复合材料的3D打印实验。

常规激光打印CuW制造方法是钨坯零件建模-激光打印成型-基板与钨坯切割分离-高温渗铜，获得需要形状的钨铜零件。而常规3D打印钨坯效率很低，打印速度100g/小时，无法满足批量生产钨铜零件的生产能力。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种利用钨粉熔丝喷射3D打印钨坯渗铜的方法。

本发明的技术方案是：一种利用钨粉熔丝喷射3D打印钨坯渗铜的方法，包括以下步骤：

S1：原料配比

将塑基材料与钨粉按体积比3:5放入搅拌装置中进行混合，搅拌速度80-120r/min，搅拌时长0.5-1h；得到混合原料，再将混合原料加入至混料机中进行进一步混合，混料机温度保持在300-325℃，形成钨基塑料丝原料；

S2：制作钨基塑料丝材

将步骤S1中得到的钨基塑料丝原料通过挤出机挤出，挤出温度在275-280℃、挤出压力保持在3.1-3.3bar，挤出钨基塑料丝直径为1-2mm，钨基塑料丝挤出后采用风冷的方式，使钨基塑料丝冷却成型，再将成型后的钨基塑料丝通过绕线机绕制成捆；

S3：3D打印

通过计算机对需要打印的钨坯进行建模，设定截面高度，通过计算机将三维模型分割成层，将每层截面信息按顺序存储在计算机中，采用塑料基座，控制喷嘴靠近基座进行逐层打印，打印时伴随风冷固化，冷风温度5-10℃，打印完成后卸下塑料基座，采用线切割技术，将基座与钨坯进行分离；

S4：高温烧结

将钨坯放置在真空烧结炉内进行烧结，炉内温度1300-2000℃；烧结时长1-2h，脱去塑基高分子材料塑料材料后，得到多孔隙钨坯；

S5：渗铜