IMTS 2022: impressão 3D de carboneto de tungstênio com Hyperion

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Na recente IMTS 2022 em Chicago, tive a oportunidade de visitar o estande da Hyperion Materials & Technologies, uma empresa global de ciência de materiais que tem décadas de experiência no desenvolvimento e fabricação de pó de carboneto de tungstênio, diamante industrial, nitreto cúbico de boro e outros materiais avançados . Embora seja uma empresa autônoma desde julho de 2018, a Hyperion, sediada em Ohio, nasceu de uma fusão entre a Diamond Innovations (anteriormente GE Superabrasives) e a Sandvik Hard Materials, e agora emprega mais de 1.600 pessoas em todo o mundo e adquiriu seis marcas estendidas e contando.

Nada no estande da Hyperion foi impresso em 3D, já que a empresa não está focada apenas na manufatura aditiva (AM). No entanto, Matthew Seymour, chefe global de marketing da Hyperion, mostrou-me exemplos de algumas de suas ofertas de materiais, desde grandes peças para a indústria de petróleo e gás até pequenos componentes médicos. Na verdade, um de seus negócios fabrica o menor implante aprovado pela FDA, que é usado para tratamento de glaucoma. Toda a impressão 3D que a Hyperion oferece é baseada em carboneto de tungstênio cimentado, que oferece alta resistência ao desgaste e agora pode alcançar características geométricas complexas graças ao AM.

A Hyperion apresentou várias novas ofertas na IMTS, incluindo sua premiada classe AM110 de hastes brutas de carboneto de tungstênio projetadas para usinagem de superligas como Inconel. Além disso, a Hyperion estava exibindo uma oferta aprimorada de nitreto cúbico de boro (CBN) e produtos de diamante sintético, bem como um novo negócio chamado Precision Solutions by Hyperion, que trabalha diretamente com os clientes para projetar e fabricar componentes de precisão acabados feitos de seus componentes duros e materiais superduros.

Como me explicou Biju Varghese, vice-presidente sênior de soluções de engenharia e pesquisa e desenvolvimento, a Hyperion é composta de três grandes grupos, com as soluções de engenharia transformando "tudo, desde pó até componentes acabados", geralmente com tolerâncias muito altas .

"Somos uma empresa de ciência de materiais", ele me disse. "Nós nos concentramos no que chamamos de materiais avançados, basicamente carboneto de tungstênio, um pouco de cerâmica e, em seguida, diamantes sintéticos e nitreto de boro cúbico, por isso está no topo dos materiais avançados."

Fotografias de Sarah Saunders para 3DPrint.com

Varghese disse que o processo tradicional não AM da Hyperion começa com o pó, que é extraído, processado e resulta em carboneto de tungstênio. A empresa pega o material e faz uma receita com outros ingredientes com diferentes propriedades metálicas. Isso é então consolidado pressionando-o em uma forma básica. Depois que os recursos são usinados, a peça é sinterizada e sai sólida com os recursos pressionados. Por fim, a peça deve ser finalizada com técnicas como esmerilhamento e polimento.

"Então, se você dividir isso em três grandes categorias, trata-se de fazer o pó certo, porque existem diferentes graus de carboneto e diferentes aplicações para eles", disse ele, explicando que a Hyperion oferece cerca de 250 variantes diferentes com aplicações específicas. "Portanto, preparar essa receita é uma grande área de competência para nós."

A próxima grande categoria de competência da empresa é o processo de compactação e sinterização do corpo para obter uma peça totalmente densa, enquanto a terceira é o acabamento, a fim de atender tolerâncias e especificações muito exigentes.

Haste de carboneto de tungstênio impressa em 3D com canais de refrigeração

Ele explicou que, em termos de impressão 3D, o que a Hyperion está tentando fazer é encontrar os melhores componentes de caso de uso para impressão, em vez de prensagem, porque "o objetivo é o mesmo. O que queremos formar é um corpo com certas características. "

"A impressão 3D nos permite fazer certos corpos que você não pode pressionar e sinterizar com muita facilidade", continuou Varghese.

Isso é o que muitas vezes ouvimos sobre o aditivo: ele pode alcançar características, geometrias, etc. que os processos tradicionais de fabricação não são capazes de oferecer.