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    經濟便利的3D打印純銅進一步打開銅的精彩制造空間

    2020-6-17 16:09:48 來源:3D科學谷  字體:  術語簡釋』『行情討論』『走勢圖
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    純銅及銅合金由于極好的導電、導熱、耐腐蝕性及韌性等特點,被廣泛應用于電力、散熱、管道、裝飾等領域,有的銅合金材料因具有良好的導電、導熱性和較高強度,被廣泛應用于制造電子、航空、航天發動機燃燒室部件。但是隨著應用端對于復雜結構零部件的需求增多,傳統加工工藝已逐漸無法滿足全部需求。

    金屬3D打印技術能夠制造復雜的功能集成零部件,這一優勢在銅金屬制造領域也同樣能夠得到體現,比如說在銅電感線圈制造領域,金屬3D打印技術就可以用于替代傳統制造工藝,直接制造復雜電感線圈, 避免對于組裝的需求和因焊接帶來的不足。關于銅的3D打印技術呈現出越來越經濟多樣的發展態勢,根據3D科學谷之前介紹過Markforged推出了其金屬X打印機適用的最新材料-銅,本期3D科學谷與谷友進一步來了解Markforged解決方案的幾大特點。

    更輕松

    更快捷

    Markforged推出了其金屬X打印機適用的銅打印解決方案使得3D打印純銅變得非常簡單,借助Markforged Metal X系統,用戶可以輕松制造具有高導電率和導熱率的復雜零件,而這些零件以前是昂貴、費時或無法制造的。

    根據3D科學谷的市場觀察,Markforged銅材料含大于99.8%的純銅,具有出色的導熱性和導電性以及高延展性。可在需要導熱或導電的地方使用Markforged銅,替代傳統制造工藝太昂貴或無法實現復雜形狀的挑戰。

    金屬3D打印技術能夠制造復雜的功能集成零部件,這一優勢在銅金屬制造領域也同樣能夠得到體現,比如說在銅電感線圈制造領域,金屬3D打印技術就可以用于替代傳統制造工藝,直接制造復雜電感線圈, 避免對于組裝的需求和因焊接帶來的不足。

    Markforged推出的銅材料帶來的打印的便利性如下:

    一個平臺

    使用Markforged銅材料進行3D打印與其他材料打印是一樣的過程,在Metal X系統上使用現有的硬件和軟件系統進行打印工作。在基于云的切片軟件Eiger的材料下拉菜單中選擇“銅”,然后立即開始打印,目前在Metal X上切換材料大約需要10分鐘。

    易于打印

    Metal X利用熔絲制造(FFF)技術,使得3D打印銅變得簡單。銅金屬粉末與粘結劑混合加工成長絲,3D打印完成后,用戶清洗零件脫蠟,然后將零件裝入熔爐中,熔爐去除殘留的粘結劑,然后將粉末燒結成最終的全金屬零件。

    應用領域

    從散熱器到定制的焊柄,Markforged的用戶現在可以重新發明制造銅組件的方式。用戶甚至正在嘗試使用具有復雜內部冷卻通道的打印部件。消除銅焊或焊接組件,以降低成本,提高一致性并消除制造中的薄弱環節。

    3D科學谷Review

    由于銅的導熱性和反射性極佳,這使得銅金屬在3D打印機內部難以操作。雖然當前選擇性激光熔化(SLM)3D打印技術可以用于制造銅金屬粉末材料。但是銅金屬在激光熔化的過程中,吸收率低,激光難以持續熔化銅金屬粉末,從而導致成形效率低,冶金質量難以控制等問題。此外,銅的高延展性給去除多余粉末這樣的后處理工作增加了難度。

    之前,Fraunhofer ILT推出了綠色激光器解決方案,與1μm波長的波長相比更短,波長在515nm。這意味著更少的激光功率輸出,此外,激光束可以更精確地聚焦,使其能夠使用新的SLM工藝制造更加精細的部件。

    不過Markforged公司的銅3D打印工藝與Fraunhofer ILT推出了綠色激光器解決方案并不相同,與粉末床選區激光熔化金屬3D打印工藝相區別,Markforged使用的是擠出式的3D打印技術,通過解決以前無法解決的挑戰,來降低汽車生產制造成本,同時提高電動汽車電機的效率。

    根據3D科學谷的市場觀察,在電動汽車方面,銅的3D打印也具有一定的應用潛力。電力驅動及控制系統是電動汽車的核心,也是區別于內燃機汽車的最大不同點。電力驅動及控制系統由驅動電動機、電源和電動機控制裝置等組成。電動汽車的其他裝置基本與內燃機汽車相同。電力驅動子系統由電控單元、控制器、電動機、機械傳動裝置和驅動車輪組成。主能源子系統由主能源、能量管理系統和充電系統構成。輔助控制子系統具有動力轉向、溫度控制和輔助動力供給等功能。(全球金屬網 OMETAL.COM)

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