工业3D打印机制造商Digital Metal宣布推出纯铜粉末DM Cu

2021年2月27日,南极熊获悉,工业3D打印机制造商Digital metal宣布推出一种新的纯铜粉末DM Cu,用于粘合剂喷射3D打印技术。

DM P2500 3D打印机的用户现在可以在车间里3D打印99．9%的纯铜组件。这种材料以优异的导热性而闻名,成为热交换器、管道、发动机和电子产品的散热器等传热部件的选择。

由于具有延展性和导电性,纯铜还被广泛用于生产电线等电气连接件。此外,铜还具有抗菌特性,这为医疗设备的3D打印开辟了新的途径,尽管这是个不太常见的应用。

Digital metal的首席执行官Christian L?nne表示:"使用Digital metal的粘合剂喷射技术用纯铜打印是有史以来最令人期待的材料发布之一,而且在粘合剂喷射中是全新的。铜一直在我们客户的愿望清单上占据着很高的位置,而随着电子移动性和导热性等快速增长领域对铜的应用需求的飙升,铜的应用时机非常完美。"

△DM P2500 3D打印机,图片来自Digital metal

喇叭天线和散热器

Digital metal已经通过内部的一些测试应用对新型DM Cu粉末进行了实验。首先,公司3D打印了一个喇叭波导天线,用于引导无线电波的波束。

像喇叭天线这样的部件,如果使用传统技术制造,通常成本相当高,而且可能只在专门的研究或航空航天项目中需要小批量制造。因此,每个零件的成本可能会急剧上升--Digital metal可以通过3D打印技术解决这个问题。在这里使用粘结剂喷射也有利于减轻重量,因为公司的工程师能够选择轻质薄壁结构,并采用肋骨来增加必要的刚度。

△Digital metal公司3D打印的纯铜喇叭天线,图片来自Digital metal

公司还3D打印了一个具有陀螺几何形状的Triply Periodic Minimal Surface (TPMS)散热器(一个类似nTopology的散热器)。与板式和针式散热片设计相比,陀螺形散热片在传热率和刚性方面都有提高,而且只能通过3D打印制造。在Digital metal的散热器中,对TPMS结构进行了修改,底部为厚壁,顶部为薄壁,鼓励更强的对流。

L?nne补充说:"我们在内部开发该工艺已经有一段时间了,我们现在非常高兴能够为Digital metal粘合剂喷射提供高质量的铜工艺。"

△Digital metal使用纯铜粉3D打印的优化散热片,图片来自Digital metal

Digital metal的材料组合

DM Cu的加入进一步加强了Digital metal广泛的粉末产品组合,这可归功于母公司H?gan?s AB,它是金属粉末的领先制造商。
最近,该公司推出了其专有的DM D2工具钢合金,这是一种高碳、高铬钢,可进行完全热处理,具有优异的硬度和抗压强度。材料同时具有耐磨性和韧性,是制造工具应用的最佳选择。

通快绿光SLM 技术3D打印铜

之前,南极熊报道过通快使用绿光版的SLM金属3D打印机成功打印出铜的部件。

由于铜的导热性和反射率非常高,这使得铜金属特备是纯铜难以通过常规3D打印有效成型,铜在室温下对近红外光的吸收率仅为5%,这意味着加工窗口十分的窄,很难找到完美的参数,加工效率也非常慢,制件无论是力学性能还是导电率都受到很大的限制。另外,95%的能量反射对于设备本身的伤害也是巨大的,铜对绿色激光的吸收率很高,接近40%,足足是近红外激光的8倍,好的吸收率意味着比较宽的加工窗口,制件力学性能和电导率都大大提升,反射率的减少可以使得加工过程更加稳定而且高效。

△通快李忠轮经理

其实,对于铜3D打印来说,还有很多民用行业的应用,刚好可以发挥铜的特性和3D打印的灵活性 。

热交换器

一体式3D打印热交换器通过优化设计,不再需要装配和焊接,而是一体化加工。3D打印的热交换器比其他方式制造的热交换器更轻更高效。

电感应器

一般来说,电感应器中的电感线圈,需要经过若干机械制造工序,线圈通过手动弯曲和焊接达到想要的形状,这非常考验工人的手工和经验,每个焊点都会改变电流,并导致性能显著下降。此外,电感线圈的性能还受几何形状的限制,传统制造工艺通常只能实现相对简单的形状,而3D打印可以让电感线圈更紧凑、更复杂,从而实现更高的效率。3D打印电感应器的使用寿命,与传统制造相比得到了显著提升,能够减少电感应器的更换频率,节省成本。

以贺利氏公司生产的铬镐铜粉末为例,使用通快TruPrint 1000绿光版加工之后的几个关键力学性能。其中,相对致密度可以达到99．5%以上,样件经过热处理后,90度方向的拉伸强度可以达到470兆帕,延展率达到26%,室温环境下电导率为81%。

然而,通过常规红外激光所加工出来的铬镐铜工件,拉伸强度为380兆帕,延展率为15%,导电率为75%。

这是奥地利m4p公司生产的T1级纯铜,使用TruPrint 1000绿光版打印完以后的几个性能指标,其中电导率可以达到100%的国际退火铜标准,致密度达到99．5%以上,从打印参数可以看出,485瓦的激光功率,可以对应到600mm/s的振镜扫描速度,体现出非常高的加工效率。