Materials & Alloys W3D-TG-22 ISO/ASTM 52900 Validiert

Refractory Metals: Additive Manufacturing of Tungsten, Tantalum, Molybdenum

Technical guide for refractory metals in AM: melting points above 3,000 deg C, radiation shielding collimators, vacuum EBM, and ductile-to-brittle transition.

Stand: 2026-03-22 Lesezeit: 9 min Fachredaktion Additive Fertigung
Executive Summary & Key Engineering Takeaways Normative Status: Validated

Refractory metals, including tungsten (melting point 3,422 deg C), tantalum (2,996 deg C), and molybdenum (2,623 deg C), exhibit extreme melting points, high density, and radiation attenuation. Additive manufacturing via vacuum PBF-EB/M or high-temp LPBF bypasses severe machining tool wear, producing complex medical collimators, fusion divertor tiles, and porous tantalum bone trabeculae.

  • Schmelzpunkte bis 3.422 °C und extrem hohe Dichten (Wolfram 19,3 g/cm³) für Strahlenschutz.
  • Duktil-Spröd-Übergangstemperatur (DBTT) von Wolfram liegt bei 200–400 °C – Vorheizung zwingend.
  • Tantal ist hochduktil und hochgradig osseointegrativ – Referenz für poröse Tumorimplantate.
Schmelzpunkt Wolfram
3.422 °C
Dichte Wolfram
19,3 g/cm³
Schmelzpunkt Tantal
2.996 °C
Verfahrensempfehlung
EBM / HT-LPBF

Technical Specifications & Comparison Matrix

ISO/ASTM 52900
Metall Schmelzpunkt Dichte Besondere Eigenschaft AM-Herausforderung
Wolfram (W) 3.422 °C 19,3 g/cm³ Höchste Strahlungsabsorption, Röntgenabschirmung Sehr spröde bei Raumtemperatur (DBTT 250 °C)
Tantal (Ta) 2.996 °C 16,6 g/cm³ Herausragende Biokompatibilität & Säurebeständigkeit Sehr hohe Affinität zu Sauerstoff
Molybdän (Mo) 2.623 °C 10,2 g/cm³ Hohe Wärmeleitfähigkeit, Glas- & Halbleiterfertigung Oxidiert flüchtig ab 600 °C
Niob (Nb) 2.477 °C 8,57 g/cm³ Supraleitung, Luft- und Raumfahrt, Kerntechnik Wasserstoffversprödung bei Schweißen
01

Ductile-to-Brittle Transition Temperature (DBTT)

Reines Wolfram ist bei Raumtemperatur extrem spröde: Seine Übergangstemperatur liegt oberhalb von 250 bis 400 °C. Wird Wolfram auf Standard-Lasermaschinen ohne ausreichende Vorheizung geschmolzen, zerspringt das Bauteil beim Erkalten durch thermische Schrumpfspannungen in Tausende Mikrorisse. Erst durch Elektronenstrahlschmelzen (EBM) bei über 800 bis 1.000 °C Bautemperatur oder durch Zulegieren geringer Anteile Rhenium (W-26Re) entstehen rissfreie, dichte Komponenten.

02

Anti-Scatter Grids and Radiation Collimators

In der Computertomographie (CT) und Krebstherapie müssen Röntgenstrahlen gerichtet und Streustrahlung absorbiert werden. Mit 3D-Druck lassen sich sogenannte Anti-Scatter-Grids aus Reinwolfram fertigen: Hauchdünne Gitterwände von unter 100 Mikrometern Wandstärke absorbieren Streustrahlung perfekt und reduzieren die Strahlendosis für Patienten bei schärferen Bildern.

AM Decision Engine: Process Matching

Evaluate in 5 structured steps which metal AM process suits your exact part envelope, alloy selection, and annual volume.

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Frequently Asked Questions (FAQ)

Welches Verfahren erreicht die höchste Dichte bei Wolfram?
PBF-EB/M im Vakuum erreicht Dichten von über 99,5 bis 99,8 %. Für filigrane Kleinteile kann auch Binder Jetting mit nachgeschaltetem Hochtemperatur-Sintern (2.000 °C) eingesetzt werden.

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