与 H.C. 增材制造研发工程师 Faith Oehlerking 的对话斯塔克解决方案
Faith Oehlerking，增材制造研发工程师，H.C. Starck Solutions老实说，为什么难熔金属——钽 (Ta)、钼 (Mo)、钨 (W)、铌 (Nb) 和铼 (Re)——很重要？
它们是一类金属材料，具有出色的耐热性和高于 2,200 °C (3992 °F) 的熔点。它们可以具有高耐腐蚀性、高密度并在高温下保持卓越的机械强度。这些特性使难熔金属成为许多面临最苛刻环境的挑战性应用的首选材料。但是，不幸的是，这些出色的特性阻碍了以高效且具有成本效益的方式制造复杂组件在传统制造业中，这限制了难熔金属的采用，这可能也是许多人对其知之甚少的原因。
许多机械师可以证明铣削和车削这些材料的难度极大。 3D打印它们怎么样？
由于这些金属很难以传统方式制造和加工，我的公司 H.C. Starck 致力于增材制造的研发工作，以简化制造流程、减少材料浪费并增加难熔金属的设计复杂性。铌和钽都具有很好的延展性和易于焊接，因此它们是激光粉末床熔合 (L-PBF) 的良好材料，并且这些元素和它们的一些合金可以使用这种技术以高分辨率和超过 99.9% 的密度打印。另一方面，钨和钼在印刷状态下非常脆，如果使用 L-PBF 技术，很容易开裂。我们正在研究各种方法来提高这些金属的可印刷性，其中包括我们正在将它们与更多可用元素合金化，并使用替代增材制造技术，使用粘合剂加固耐火粉末，然后烧结至全密度。使用粘合剂/烧结策略类似于我们用于 W 和 Mo 的传统压制和烧结技术，因此我们拥有有助于采用该技术的历史知识。
您有最喜欢的难熔金属吗？
我最喜欢用于打印的难熔金属是钽。它是一种极其稀有的金属，密度非常高（是钢的两倍），熔点高达 2996°C (5425°F)，在高温下具有良好的机械强度，并且很容易用 L-PBF 印刷。钽也被描述为具有“有光泽的蓝灰色饰面”，看起来与铂金相似，增加了奢华感。并非每天都有人研究这种独特的材料，它可以应用于许多不同的行业，包括太空/航空航天、医疗、电子和工业rial，所以我在 AM 中看到了它的许多潜在应用。
您已被任命为 3D 打印女性 (Wi3DP) 组织的成员。对于考虑从事制造业的女性，您有什么建议？
AM/3D 打印行业是独一无二的，因为它相对较新，因此我们有机会从一开始就使其具有包容性和协作性。我强烈鼓励任何年轻人，而不仅仅是女性，参与 Wi3DP：这里有很多指导、职业发展和与行业领导者建立联系的机会，我认为你在其他任何地方都找不到。活动包括区域欢乐时光、职业展览会、指导小组、技术网络研讨会和会议。请确保在 LinkedIn 上关注该组织或加入他们的时事通讯以获取最新消息！
您获得了科罗拉多矿业学院的冶金和材料工程学士学位。您为什么从事金属行业的工作？
我知道我想主修材料是工程学，因为我一直觉得它很实用。通过在微观尺度 [其原子结构] 上改变材料，您可以看到它对宏观尺度 [物理、机械、电气、磁性] 的巨大影响。新材料或制造材料的新制造技术也在不断发展，所以我总是发现这个领域令人兴奋和创新。科罗拉多矿业学院因其著名的材料工程系而吸引了我，但矿业学院就在落基山脉旁边也没有什么坏处，课后徒步旅行和滑雪非常方便。较小的尺寸也是一个好处，因为它让我在个人层面上了解我的教授——其中一位推荐我在 AM 担任我的第一份全职工作。拥有冶金和材料工程背景是我目前职业的完美基础，它帮助我意识到颠覆性金属 AM 将如何发展的潜力
TRUMPF North America 的 Eliana Fu 称您为“绝对的增材制造工程师和 3D 打印爱好者！”这是来自有资历的人的高度赞扬。这让您感觉如何？
那真是太荣幸了！ Eliana 是 AM 中的一股力量，我很荣幸通过 Wi3DP 认识她。她在金属增材制造和航天工业方面知识渊博，因此与她交谈时我总能学到新东西。除了她的技术实力，我真的很佩服 Eliana 总是愿意帮助别人并提供建议，无论她拥有什么头衔。看到像 Eliana 这样的女性担任领导职务对我和我自己的职业生涯都是一种激励，我很高兴有女性在制造业中发出自己的声音并一路支持他人。
这个“Resistojet”喷嘴s作为英国航天局 STAR 项目（超高温增材制造的 Resistojets）的一部分，该部分由难熔金属 3D 打印而成（由 H.C. Starck Solutions 提供）随着您和其他人对 3D 打印难熔金属的掌握程度的提高，其中您是否看到航空航天以外最大的增长机会？为什么？
除了航空航天，我认为采用难熔金属增材制造的两个主要领域是医疗和工业领域。
对于医疗应用，已知特定的 Ta、W 和 Mo 合金具有高生物相容性，可以通过 3D 打印形成多孔结构，从而增强骨骨整合、定制机械性能并减少整体部件质量。产品可能包括骨科、牙科和脊柱植入物、心血管支架和辐射成像标记。钨和钨合金还用于生产 CT 扫描仪、SPECT 和伽马照相机的准直器和防散射栅，因为它们具有高密度和辐射屏蔽性能。我们已经使用 3D 丝网印刷技术成功地印刷了这些结构，这种工艺使我们能够印刷出具有严格公差的非常小的特征尺寸。难熔金属还具有非常好的耐热和耐腐蚀性能，并且可以在极端条件下生存恶劣的环境。这对于工业应用非常有用，因为现在可以使用增材制造高效地制造非常复杂的热交换器和暴露在腐蚀性流体或高温下的熔炉部件。事实上，H.C. Starck Solutions 已经证明增材制造可以将钽热交换器的性能显着提高 20 倍。
你大学毕业后在 SpaceX 实习。您在那里学到了什么，它如何指导您未来的职业发展？
在那里工作真是一个难得的机会！我亲眼目睹了像 SpaceX 这样的私人航天公司如何革新制造业，以制造实用且可重复使用的火箭d 速度。它教会我质疑制造过程的每一步，并挑战“传统方式”。 SpaceX 快节奏的工作文化让这份工作令人兴奋，因为他们不像政府所有的航天公司那样受到那么多规章制度的限制，而且真的感觉你正在为一项更大的任务做出贡献。在那里工作让我大开眼界，了解到制造业是多么令人兴奋，并鼓励我寻找专注于创新和新技术的职位。
