近年来 ,铜及铜合金3D打印技术突飞猛进,主要体现在制造工艺的创新,解决了长期以来被困扰的难题,推动纯铜及铜合金3D打印技术在更广泛的范围内取得应用。
绿激光粉末床熔融
绿光相比传统红外激光具有更高的吸收率、更优的打印效果,这一点已经被行业认可。目前,国内已有多家企业推出了LPBF技术的绿激光版本。据悉,设备打印高度可达1.2米(不含基板厚度),采用四激光双向铺粉技术,专为航空航天等超大部件的制造设计,打印效率较传统工艺显著提升。
蓝色激光送丝3D打印
纯铜对蓝色激光(400nm-500nm)的吸收率达到65%,相当于常规LPBF用红外激光的13倍。然而,关于蓝色激光3D打印商业化的进展在此前非常少。
据了解,商业化单位创新性地采用了六个单独可控的高功率蓝光阵列激光器,结合六激光同轴送丝技术,充分发挥了蓝光激光器的高吸收率、高加工精度和高能量转化率优势,以及VEAM技术的高成形精度、能量分布均匀稳定、高材料利用率和高沉积速率特点。突破了国内激光送丝增材技术在高反射金属打印领域的技术瓶颈,实现了铜部件增材制造的突破性进展。
电子束点打印技术
铜在3D打印过程中,由于导热性太高,特别容易产生热变形。点扫描策略可精准控制每个独立熔池的凝固过程,热扩散小。同时可减少热积累和温度梯度,很大程度上避免纯铜/铜合金因热应力导致的变形和开裂。除此之外,传统线扫描因热控不足易引发熔池波动和几何变形,而点熔化通过均匀的热历史分布,显著提高零件致密度(气孔缺陷更少)和表面精度。
3D打印技术可以制造出具有复杂几何形状和内部结构的铜及铜合金零件,而传统加工工艺往往难以实现。这些最新的技术进展,打通了铜材料3D打印的关键环节,不仅仅是实现了稳定成型,还在于能够制造出高质量的部件。
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