Vật liệu siêu cứng như WC-Co rất hấp dẫn nhờ vào khả năng chống mài mòn và độ cứng vượt trội. Tuy nhiên, độ bền của chúng lại khiến việc sản xuất bằng phương pháp in 3D trở nên cực kỳ khó khăn. Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu tại Đại học Hiroshima đã áp dụng một kỹ thuật mới, làm mềm vật liệu thay vì làm tan chảy hoàn toàn trong quá trình in 3D. Phương pháp này giúp sản xuất các sản phẩm bồi đắp mà không làm giảm đi độ bền vốn có của vật liệu.

Cụ thể, nhóm nghiên cứu đã sử dụng kỹ thuật chiếu xạ laser dây nóng (hay còn gọi là hàn laser dây nóng), trong đó chùm tia laser sẽ làm mềm thanh cacbua xi măng mà không làm tan chảy hoàn toàn, từ đó hạn chế sự phát triển của hạt và tạo ra cấu trúc bồi đắp chắc chắn. Để đảm bảo kết quả tốt nhất, một lớp trung gian hợp kim niken được chèn vào giữa các lớp bồi đắp.

Điều đặc biệt là, mặc dù sử dụng phương pháp làm mềm thay vì nung chảy, vật liệu in 3D vẫn giữ được độ cứng ấn tượng trên 1400 HV. Độ cứng này chỉ thấp hơn một chút so với các vật liệu siêu cứng như sapphire và kim cương, và gần như không có bất kỳ khuyết tật hay sự phân hủy nào trong sản phẩm cuối cùng.

Keita Marumoto, trợ lý giáo sư tại Trường Cao học Khoa học và Kỹ thuật Tiên tiến, Đại học Hiroshima, chia sẻ: "Phương pháp làm mềm vật liệu kim loại thay vì nung chảy hoàn toàn là một phát minh mới, và chúng tôi tin rằng nó có tiềm năng được áp dụng không chỉ cho hợp kim cacbua xi măng mà còn cho nhiều vật liệu khác trong tương lai."

Trong thời gian tới, nhóm nghiên cứu, gồm các nhà khoa học Takashi Abe, Keigo Nagamori, Hiroshi Ichikawa, Akio Nishiyama và Motomichi Yamamoto, sẽ tiếp tục cải tiến quy trình in 3D này. Các mục tiêu tiếp theo bao gồm khắc phục các vấn đề nứt vỡ đã gặp phải và mở rộng khả năng tạo hình các cấu trúc phức tạp hơn.

Được biết, việc in 3D bằng kim loại là một thử thách lớn hơn rất nhiều so với in bằng nhựa, vì các hợp kim kim loại đòi hỏi nhiệt độ cực cao và phải trải qua các chu kỳ nhiệt phức tạp, cũng như thay đổi pha trong suốt quá trình xử lý. Tuy nhiên, phương pháp mới này của Đại học Hiroshima được kỳ vọng sẽ là một bước đột phá trong công nghệ sản xuất kim loại bằng in 3D, mở ra nhiều cơ hội cho ngành công nghiệp chế tạo hiện đại.