Техническая осуществимость
Чистую медь сложно обрабатывать-лазером из-за ее высокой отражательной способности в ближнем-инфракрасном диапазоне волн и очень высокой теплопроводности. Эти свойства обусловливают низкое поглощение энергии и быстрое рассеивание тепла, что может привести к пористости и неполному плавлению в обычных волоконно-лазерных системах SLM.
Наши решения
Зеленый лазер (515 нм):
Заметно более высокое поглощение меди, что обеспечивает относительную плотность выше или равную 99,5 % (обычно 99,7–99,9 % для проверенных геометрий) и электропроводность 95–98 % IACS в состоянии после-обработки.
Проверенные библиотеки параметров:
Мощность лазера 190–500 Вт, скорость сканирования 500–1250 мм/с, толщина слоя 15–60 мкм - сертифицирована по внутренним критериям, соответствующим рекомендациям ASTM F3301 по наплавке в порошковом слое-.
Возможность работы с несколькими-процессами:
Медь LPBF (зеленый-лазер SLM/DMLS) и платформы для струйной обработки связующего, соответствующие области применения.
Что такое прозрачное пластиковое литье?
Производственный процесс
В нашей 3D-печати из чистой меди в основном используется лазерная порошковая сварка (LPBF). Процесс состоит из:
Приготовление порошка -Газообразный-сферический медный порошок высокой-чистоты (более или равный 99,9%)-, размер частиц 15–45 мкм, обеспечивает хорошую сыпучесть и плотность упаковки.
Лазерное плавление -Послойное-зеленое-лазерное сканирование в инертной атмосфере (аргон или азот).
Послойное-по-построение слоев -Типичная толщина слоя 20–50 мкм.
Охлаждение и удаление -Контролируемое охлаждение для ограничения остаточного напряжения с последующим удалением порошка и первоначальной очисткой.
Публикация-обработка -HIP, отжиг, обработка на станке с ЧПУ и чистовая обработка поверхности по мере необходимости.
Габаритные возможности:
- Общая точность: ±0,1 мм на мелких деталях; ±0,2% для больших размеров
- Минимальная толщина стенки: 0,4–0,5 мм (в зависимости от конструкции)
- Минимальный размер элемента: 0,3–0,5 мм после оптимизации параметров.
Свойства материала
Правильно обработанная после 3D-печати чистая медь сохраняет основные-свойства материала, ожидаемые от сплава: электропроводность 95–98 % IACS, теплопроводность ~390 Вт/м·К, плотность 8,9 г/см³ и хорошую пластичность после отжига.
Медь против обычных альтернатив
|
Свойство |
Чистая медь (3D-печать, оптимизированная) |
Бериллий-медь (BeCu) |
Латунь (типичная) |
|
Электрическая проводимость (% IACS) |
95–98% |
15–45% |
26–28% |
|
Теплопроводность (Вт/м·К) |
~390 |
~105–230 |
~109–121 |
|
Предел прочности (МПа) |
200–260 (ГИП + отожженный) |
410–1380 |
310–550 |
|
Плотность (г/см³) |
8.9 |
8.3 |
8.4–8.7 |
|
Ключевое преимущество |
Самая высокая проводимость |
Высокая прочность |
Стоимость и обрабатываемость |
Значения прочности на разрыв отражают состояние HIP + отжиг. Медь в-напечатанном виде может иметь более высокую прочность (до ~350 МПа), но меньшую проводимость и пластичность, поэтому ее обычно не рекомендуется использовать в состоянии поставки для проводящих устройств.
Для применений, где электрические или тепловые характеристики являются основным требованием, а чрезвычайная механическая прочность — нет, аддитивное производство из чистой меди обычно является лучшим выбором материала. При низкой пористости проводимость меди LPBF приближается к проводимости кованой меди.
Варианты-обработки публикации
Пост-обработка необходима для реализации полной производительности деталей AM из чистой меди:
Горячее изостатическое прессование (ГИП):
Закрывает остаточную микропористость и увеличивает усталостную долговечность при незначительном влиянии на проводимость. Рекомендуется для критически важных приложений.
Отжиг:
Снимает остаточные напряжения, восстанавливает пластичность и улучшает электропроводность. Типичный диапазон: 400–600 градусов, атмосфера-контролируется.
Обработка с ЧПУ:
Уменьшает допуски на элементы сопряжения (до ±0,01 мм) и улучшает качество поверхности.
Поверхностная обработка:
Электрополировка для обеспечения низкой шероховатости поверхности (обычно Ra<1.6 μm on accessible surfaces); silver plating for reduced skin-effect losses at high frequencies; electroless nickel for corrosion resistance.
Эти шаги можно комбинировать в зависимости от требований. ГИП + отжиг — стандартная комбинация для компонентов аэрокосмической-класса.
Сценарии применения
Индукционные катушки
Монолитная конструкция со встроенными конформными каналами охлаждения исключает вероятность поломки паяных соединений. Конформное охлаждение обеспечивает более равномерное распределение температуры и постоянную работу при более высокой-мощности. Результаты эксплуатации, полученные от наших клиентов, показывают увеличение срока службы-примерно в 2 раза по сравнению с аналогичными паяными медными катушками, при этом точный прирост зависит от рабочего цикла и условий охлаждающей жидкости.
Теплообменники/Радиаторы
Сложные внутренние каналы потока - решетки, спирали и волнистые пластины TPMS - увеличивают соотношение-площади-к-объему и способствуют турбулентному перемешиванию, улучшая тепловые характеристики. Широко используется в охлаждении электроники и новых-энергетических системах.
Электрические контакты
Высокая проводимость обеспечивает низкое контактное сопротивление в приложениях с высоким-переключением тока.
ВЧ/СВЧ волноводы
Сложная внутренняя геометрия снижает потери сигнала в системах спутниковой связи и радарах, одновременно позволяя использовать более легкие сборки.
Прототипы обмоток двигателя
Быстрая проверка усовершенствованных систем охлаждения и концепций шпилек/профилей-проводов для двигателей с более высоким-кПД.
Медицинские и промышленные детали на заказ
Изготовленные по индивидуальному заказу не-магнитные компоненты или компоненты с высокой-проводимостью для специализированного оборудования.
Часто задаваемые вопросы
горячая этикетка : 3d-печать из чистой меди, Китай 3d-печать из чистой меди производители, поставщики, завод, Теплообменники, напечатанные на 3D-принтере, Индукционные катушки, напечатанные на 3D-принтере, Медь в аддитивном производстве, Промышленная 3D-печать металлом, 3D-печать металлом, 3D-печать из чистой меди
