一项发表于《难熔金属与硬质材料国际期刊》的研究揭示，利用激光热丝焊接结合镍合金中间层的3D打印技术，成功实现了碳化钨钴（WC-Co）材料的增材制造。该工艺在保持材料硬度超过1400 HV的同时，有效降低了钨和钴等昂贵原材料的浪费，为工业工具制造带来了革命性变化。
碳化钨钴因其极端的硬度和耐磨性，被广泛应用于切削工具和建筑组件等工业领域。然而，传统粉末冶金工艺需要高压成型和高温烧结，不仅能耗高，且难以避免原材料浪费。这种材料的高硬度虽然赋予了其优异性能，却也使得传统制造过程复杂且成本高昂。
研究团队探索了一种基于激光和热丝的制造方法，通过控制材料软化而非完全熔化，实现了更高效的沉积。实验采用了两种策略：一是激光直接照射碳化钨棒顶部，二是将激光能量引导至碳化钨棒与铁基座之间。尽管初期尝试中出现了材料分解或硬度不足的问题，但引入镍合金中间层后，成功稳定了结构并减少了缺陷。
测试结果显示，采用该3D打印技术制造的材料硬度超过1400 HV，仅次于蓝宝石和钻石等超硬材料，且能生产出无结构缺陷的模具。研究人员通过**控制温度，使其高于钴的熔点但低于晶粒过度生长的临界点，从而在保证性能的同时优化了微观结构。
这项由广岛大学与三菱硬质合金公司合作完成的研究，标志着增材制造在超硬材料领域的重大突破。未来，团队计划进一步减少打印过程中的裂纹问题，并探索该技术在更复杂几何形状及其他金属材料中的应用，甚至直接制造工业切削工具。
日本作为全球硬质合金技术的重要研发国，其材料科学长期处于领先地位，尤其在精密制造和高端装备领域具有深厚积累。此次技术突破不仅体现了日本在材料加工领域的创新实力，也为全球工业制造提供了新的解决方案。对于中国制造业而言，面对钨钴资源价格波动和环保压力，掌握此类高效、低耗的3D打印技术将有助于提升高端工具产品的竞争力，推动产业向绿色制造转型。