Digital Metal 推出用于粘結劑噴射的3D打印純銅粉末

2021年2月27日，南極熊獲悉,，工業(yè)3D打印機制造商Digital Metal宣布推出一種新的純銅粉末DM Cu,，用于粘合劑噴射3D打印技術,。

DM P2500 3D打印機的用戶現(xiàn)在可以在車間里3D打印99.9%的純銅組件,。這種材料以優(yōu)異的導熱性而聞名,，成為熱交換器,、管道、發(fā)動機和電子產(chǎn)品的散熱器等傳熱部件的選擇,。

由于具有延展性和導電性,，純銅還被廣泛用于生產(chǎn)電線等電氣連接件。此外,，銅還具有抗菌特性,，這為醫(yī)療設備的3D打印開辟了新的途徑，盡管這是個不太常見的應用,。

Digital Metal的首席執(zhí)行官Christian Lönne表示："使用Digital Metal的粘合劑噴射技術用純銅打印是有史以來最令人期待的材料發(fā)布之一,，而且在粘合劑噴射中是全新的。銅一直在我們客戶的愿望清單上占據(jù)著很高的位置,，而隨著電子移動性和導熱性等快速增長領域?qū)︺~的應用需求的飆升,，銅的應用時機非常完美。"

△DM P2500 3D打印機,，圖片來自Digital Metal,，相關產(chǎn)品已經(jīng)被全球3D打印產(chǎn)品庫收錄https://product.nanjixiong.com ，歡迎進入查詢

喇叭天線和散熱器

Digital Metal已經(jīng)通過內(nèi)部的一些測試應用對新型DM Cu粉末進行了實驗,。首先,，公司3D打印了一個喇叭波導天線，用于引導無線電波的波束,。

像喇叭天線這樣的部件,，如果使用傳統(tǒng)技術制造，通常成本相當高,，而且可能只在專門的研究或航空航天項目中需要小批量制造,。因此，每個零件的成本可能會急劇上升--Digital Metal可以通過3D打印技術解決這個問題,。在這里使用粘結劑噴射也有利于減輕重量,，因為公司的工程師能夠選擇輕質(zhì)薄壁結構，并采用肋骨來增加必要的剛度,。

△Digital Metal公司3D打印的純銅喇叭天線,，圖片來自Digital Metal

公司還3D打印了一個具有陀螺幾何形狀的Triply Periodic Minimal Surface (TPMS)散熱器（一個類似nTopology的散熱器）。與板式和針式散熱片設計相比,，陀螺形散熱片在傳熱率和剛性方面都有提高,，而且只能通過3D打印制造。在Digital Metal的散熱器中，對TPMS結構進行了修改,，底部為厚壁,，頂部為薄壁，鼓勵更強的對流,。

Lönne補充說："我們在內(nèi)部開發(fā)該工藝已經(jīng)有一段時間了,，我們現(xiàn)在非常高興能夠為Digital Metal粘合劑噴射提供高質(zhì)量的銅工藝。"

△Digital Metal使用純銅粉3D打印的優(yōu)化散熱片,，圖片來自Digital Metal

Digital Metal的材料組合

DM Cu的加入進一步加強了Digital Metal廣泛的粉末產(chǎn)品組合,，這可歸功于母公司Höganäs AB，它是金屬粉末的領先制造商,。

最近,，該公司推出了其專有的DM D2工具鋼合金，這是一種高碳,、高鉻鋼,，可進行完全熱處理，具有優(yōu)異的硬度和抗壓強度,。材料同時具有耐磨性和韌性,，是制造工具應用的最佳選擇。

通快綠光SLM 技術3D打印銅

之前,，南極熊報道過通快使用綠光版的SLM金屬3D打印機成功打印出銅的部件,。

由于銅的導熱性和反射率非常高，這使得銅金屬特備是純銅難以通過常規(guī)3D打印有效成型,，銅在室溫下對近紅外光的吸收率僅為5%,，這意味著加工窗口十分的窄，很難找到完美的參數(shù),，加工效率也非常慢,，制件無論是力學性能還是導電率都受到很大的限制。另外,，95%的能量反射對于設備本身的傷害也是巨大的,，銅對綠色激光的吸收率很高，接近40%,，足足是近紅外激光的8倍,，好的吸收率意味著比較寬的加工窗口，制件力學性能和電導率都大大提升,，反射率的減少可以使得加工過程更加穩(wěn)定而且高效,。

△通快李忠輪經(jīng)理

其實，對于銅3D打印來說,，還有很多民用行業(yè)的應用,，剛好可以發(fā)揮銅的特性和3D打印的靈活性 ,。

熱交換器

一體式3D打印熱交換器通過優(yōu)化設計，不再需要裝配和焊接,，而是一體化加工。3D打印的熱交換器比其他方式制造的熱交換器更輕更高效,。

電感應器

一般來說,，電感應器中的電感線圈，需要經(jīng)過若干機械制造工序,，線圈通過手動彎曲和焊接達到想要的形狀,，這非常考驗工人的手工和經(jīng)驗,，每個焊點都會改變電流,，并導致性能顯著下降。此外,，電感線圈的性能還受幾何形狀的限制,，傳統(tǒng)制造工藝通常只能實現(xiàn)相對簡單的形狀，而3D打印可以讓電感線圈更緊湊,、更復雜,，從而實現(xiàn)更高的效率。3D打印電感應器的使用壽命,，與傳統(tǒng)制造相比得到了顯著提升,，能夠減少電感應器的更換頻率，節(jié)省成本,。

以賀利氏公司生產(chǎn)的鉻鎬銅粉末為例,，使用通快TruPrint 1000綠光版加工之后的幾個關鍵力學性能。其中,，相對致密度可以達到99.5%以上,，樣件經(jīng)過熱處理后，90度方向的拉伸強度可以達到470兆帕,，延展率達到26%,，室溫環(huán)境下電導率為81%。

然而,，通過常規(guī)紅外激光所加工出來的鉻鎬銅工件,，拉伸強度為380兆帕，延展率為15%,，導電率為75%,。

這是奧地利m4p公司生產(chǎn)的T1級純銅，使用TruPrint 1000綠光版打印完以后的幾個性能指標,，其中電導率可以達到100%的國際退火銅標準,，致密度達到99.5%以上，從打印參數(shù)可以看出，485瓦的激光功率,，可以對應到600mm/s的振鏡掃描速度,，體現(xiàn)出非常高的加工效率。