3D打印銅及銅合金的研究進展
來源:湖南恒基粉末科技有限責任公司
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作者:湖南恒基粉末科技有限責任公司
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發布時間: 2023-07-12
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銅及銅合金的延展性好，并具有優異的導電導熱性能和耐腐蝕性能，受到業界的廣泛關注。隨著應用市場提出的生產周期短、環保要求高、個性化定制等需求增加，傳統鑄造、軋制及擠壓等方法制備的銅及銅合金構件越來越難滿足要求，3D 打印銅及銅合金技術應運而生。2020 年 3D 打印銅及銅合金原材料的消耗量為73 噸，據推測 2025 年將增長至 495 噸，年增長率接近 50%。
銅及銅合金的延展性好，并具有優異的導電導熱性能和耐腐蝕性能，受到業界的廣泛關注。隨著應用市場提出的生產周期短、環保要求高、個性化定制等需求增加，傳統鑄造、軋制及擠壓等方法制備的銅及銅合金構件越來越難滿足要求，3D 打印銅及銅合金技術應運而生。2020 年 3D 打印銅及銅合金原材料的消耗量為73 噸，據推測 2025 年將增長至 495 噸，年增長率接近 50%。
目前3D打印銅在電感線圈、散熱器、電子元器件等方面備受青睞。3D打印銅合金在航空航天領域取得重大進展，3D打印 Cu-Cr-Zr和 Cu-Cr-Nb(GRCop-84)等銅合金主要應用于火箭發動機零部件。選區激光熔化制備的 Cu-Cr-Zr 合金集成200多條復雜通道及50條隨形冷卻通道，冷卻接觸面積大，可達到急速冷卻的效果。美國國家航空航天局用于火箭燃燒室襯里的選區激光熔化成GRCop-84 合金，是一種高強度和高熱導率且近全致密的零部件。Cu-Cr 合金因具有優異抗電弧燒蝕性能等特性，選區激光熔化 Cu-Cr 合金已廣泛用于中高壓真空滅弧觸頭材料。
銅合金種類繁多，不同成分合金的 3D 打印成形效果不同，選擇合適的打印方法尤為關鍵。3D 打印銅合金方法主要分為選區激光熔化 (selective laser melting, SLM)、激光金屬熔化(laser metal deposition, LMD) 、選區電子束熔化 (selective electron beam melting, EBM)和黏結劑噴射技術(binder jetting, BJ)等 4 種。
