Blue Origin與NCAME建立合作關(guān)系，共同提升銅3D打印技術(shù)能力

2025年4月3日，南極熊獲悉，美國太空技術(shù)公司Blue Origin與奧本大學的材料特性和建模領(lǐng)導(dǎo)者NCAME建立了合作關(guān)系。此次合作的重點是改善銅在3D打印中的使用。

△EOS M290直接金屬激光燒結(jié)系統(tǒng)

作為合作的一部分，Blue Origin向NCAME捐贈了兩臺EOS M290金屬3D打印機，進一步加強雙方在增材制造領(lǐng)域的技術(shù)合作。EOS M290系統(tǒng)將為研究人員提供創(chuàng)新的平臺，幫助優(yōu)化銅的3D打印工藝，提升銅材在復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造中的表現(xiàn)和應(yīng)用。

NCAME主任、Philpott-WestPoint Stevens機械工程杰出教授Nima Shamsaei表示：“此次Blue Origin的捐贈為我們提供了先進的設(shè)備支持，幫助我們解決銅在增材制造過程中面臨的挑戰(zhàn)。這項合作將加速我們在3D打印材料研究領(lǐng)域的進展，并為制造行業(yè)帶來新的突破。”

△使用綠色激光打印在銅上的部件樣本

克服銅3D打印的挑戰(zhàn)

銅的材料特性為增材制造帶來了重大挑戰(zhàn)。由于銅具有高反射率，大部分激光能量會被偏轉(zhuǎn)，導(dǎo)致傳統(tǒng)的基于激光的3D打印系統(tǒng)難以有效地熔化和粘合粉末。此外，銅的高導(dǎo)熱性使得散熱速度過快，這進一步復(fù)雜化了加工過程。一旦銅被熔化，它會吸收更多的能量，這可能會導(dǎo)致熔池行為不穩(wěn)定，并增加最終部件出現(xiàn)缺陷的風險。

據(jù)NCAME研究科學家Jonathan Pegues指出，通常需要專門的激光系統(tǒng)才能有效地加工銅。然而，某些合金（例如GRCop-42）已經(jīng)成功使用標準紅外（IRF）激光器（如EOS M290中的激光器）進行打印，這為增材制造應(yīng)用提供了一個更易于獲取的解決方案。Shamsaei解釋道：“我們已經(jīng)配備了兩臺EOS M290設(shè)備，但新設(shè)備將有助于加速支持Blue Origin對這種合金要求所需的應(yīng)用研究。”

△Blue Origin通過3D打印技術(shù)推動NASA的太空探索技術(shù)

銅3D打印的開發(fā)進展

在TCT Asia 2025展會上，中國金屬3D打印機制造商Eplus3D易加三維展示了采用紅色激光技術(shù)3D打印純銅和銅合金的能力，克服了銅高反射率和高熱導(dǎo)率帶來的技術(shù)難題。這項技術(shù)進步預(yù)計將惠及航空航天、汽車和電子等行業(yè)，提供穩(wěn)定、高性能且長期可靠的銅零件，而無需對現(xiàn)有硬件進行大規(guī)模修改。

另一方面，為了滿足太空應(yīng)用對3D打印GRCop-42銅合金日益增長的需求，尼康SLM解決方案為NASA開發(fā)了新的材料參數(shù)集。這些預(yù)配置的參數(shù)提升了粉末的可用性，并優(yōu)化了選擇性激光熔化（SLM）3D打印機的性能。設(shè)計上，這些參數(shù)旨在適應(yīng)可擴展性，特別是為大型3D打印機（如NXG XII 600）量身定制，以實現(xiàn)高達99.97%的密度，并確保構(gòu)建區(qū)域中單激光和多激光重疊區(qū)域的性能一致性。

總體而言，銅的3D打印技術(shù)由于能夠提供更高的幾何靈活性、減少材料浪費以及為小批量生產(chǎn)降低成本，在增材制造領(lǐng)域迅速獲得了高度關(guān)注。