เหตุใด Copper AM จึงยาก - และเราจะแก้ไขอย่างไร

ทองแดงบริสุทธิ์นำเสนอความท้าทายด้าน AM ที่รู้จักกันดี-สองประการ ได้แก่ การสะท้อนแสงสูงที่ความยาวคลื่นอินฟราเรด และการนำความร้อนที่สูงมาก การผสมผสานนี้ทำให้เกิดการดูดซับพลังงานต่ำและการกระจายความร้อนอย่างรวดเร็ว ซึ่งอาจนำไปสู่ความพรุนและการหลอมรวมที่ไม่สมบูรณ์ในระบบเลเซอร์ไฟเบอร์-แบบเดิม

โซลูชั่นของเรา:

เลเซอร์สีเขียว (515 นาโนเมตร):

การดูดซับทองแดงที่สูงขึ้น ทำให้มีความหนาแน่นสัมพัทธ์มากกว่าหรือเท่ากับ 99.5% (โดยทั่วไปคือ 99.7–99.9%) และความนำไฟฟ้าที่ 95–98% IACS ในสถานะหลังการประมวลผล-

ไลบรารีพารามิเตอร์ที่ตรวจสอบแล้ว:

กำลังเลเซอร์ 190–500 W ความเร็วในการสแกน 500–1250 มม./วินาที ความหนาของชั้น 15–60 μm - มีคุณสมบัติตามการวัดประสิทธิภาพภายในที่สอดคล้องกับ ASTM F3301 ผง-คำแนะนำเบดฟิวชั่น

ความสามารถหลาย-ในกระบวนการ:

Copper LPBF (เลเซอร์ SLM/DMLS สีเขียว-) และแท่นอัดสารยึดเกาะที่เข้ากันกับการใช้งาน

กระบวนการผลิต

การเลือกวิธี Copper AM ที่เหมาะสมจะขึ้นอยู่กับปริมาณ ข้อกำหนดด้านความแม่นยำ และการใช้งาน:

กระบวนการ	ดีที่สุดสำหรับ	ลักษณะสำคัญ
เลเซอร์ผงเบดฟิวชั่น (LPBF / SLM)	ชิ้นส่วนขนาดเล็ก-ถึง-ที่มีความแม่นยำสูง-	ความละเอียดสูงสุด โดยทั่วไป ±0.1 มม. เหมาะสำหรับช่องสัญญาณภายในที่ซับซ้อน
เครื่องผูก (BJT)	การผลิตปริมาณปานกลาง-ถึง-สูง- ช่องทางภายในที่ซับซ้อน	ต้นทุนต่อชิ้นส่วนลดลงตามขนาด ต้องมีขั้นตอนการแยกและเผาผนึก
การสะสมพลังงานโดยตรง (DED)	การซ่อมแซมชิ้นส่วนและส่วนประกอบขนาดใหญ่	อัตราการสะสมสูง ดีที่สุดสำหรับการซ่อมแซมหรือการหุ้มส่วนประกอบที่มีมูลค่าสูง-

คำแนะนำ:สำหรับการใช้งานที่มีช่องภายในที่ซับซ้อน - คอยล์เหนี่ยวนำ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนขนาดกะทัดรัด ส่วนประกอบ RF - LPBF หรือการพ่นสารยึดเกาะ (ขึ้นอยู่กับปริมาตร) โดยทั่วไปแล้วจะเหมาะสมที่สุด

คุณสมบัติของวัสดุ

คุณสมบัติ	ทองแดงบริสุทธิ์ (พิมพ์ 3D ปรับให้เหมาะสม)	เบริลเลียมคอปเปอร์ (BeCu)	ทองเหลือง (ทั่วไป)
ค่าการนำไฟฟ้า (% IACS)	95–98%	15–45%	26–28%
ค่าการนำความร้อน (W/m·K)	~390	~105–230	~109–121
ความต้านแรงดึง (MPa)	200–260 (HIP + อบอ่อน)	410–1380	310–550
ความหนาแน่น (ก./ซม.)	8.9	8.3	8.4–8.7
ข้อได้เปรียบที่สำคัญ	การนำไฟฟ้าสูงสุด	มีความแข็งแรงสูง	ต้นทุนและความสามารถในการแปรรูป

ทองแดงบริสุทธิ์ที่พิมพ์ไว้-อาจมีความแข็งแกร่งกว่า (~300–350 MPa) แต่มีความนำไฟฟ้าน้อยกว่าและมีความเหนียวน้อยกว่า ช่วงข้างต้นอธิบายเงื่อนไขการจัดส่ง HIP + อบอ่อนที่แนะนำ

หลัง-กำลังประมวลผล

โพสต์-การประมวลผลถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้ทราบถึงประสิทธิภาพของชิ้นส่วนทองแดง AM:

การกดด้วยไอโซสแตติกแบบร้อน (HIP):

ปิด microporosity ที่ตกค้าง ช่วยเพิ่มความหนาแน่นและอายุการใช้งานของความเมื่อยล้าโดยมีผลกระทบต่อการนำไฟฟ้าเล็กน้อย แนะนำสำหรับการใช้งานที่สำคัญ

การหลอม:

บรรเทาความเครียดที่ตกค้าง คืนความเหนียว และปรับปรุงการนำไฟฟ้า โดยทั่วไป 400–600 องศา บรรยากาศ-มีการควบคุม

การเผาผนึกสุญญากาศ (BJT เท่านั้น):

ได้ความหนาแน่นเต็มที่และค่าการนำไฟฟ้า IACS เป้าหมายหลังจากหมดสภาพของสารยึดเกาะ

ไฮโดรเจน / เฉื่อย-การหลอมบรรยากาศ:

บรรเทาความเครียดที่ตกค้างและปรับปรุงความเหนียว ลดความเสี่ยงการแตกร้าวระหว่างการหมุนเวียนด้วยความร้อน

เครื่องจักรกลซีเอ็นซีที่มีความแม่นยำ:

เพิ่มพิกัดความเผื่อและปรับปรุงคุณภาพพื้นผิวของคุณสมบัติการผสมพันธุ์

การรักษาพื้นผิว:

การชุบเงินเพื่อลดผิว-การสูญเสียผลกระทบที่ความถี่สูง นิกเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้าเพื่อต้านทานการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมที่มีน้ำหล่อเย็น-อย่างรุนแรง

พื้นที่ใช้งานที่สำคัญ

แอปพลิเคชัน	ประโยชน์ของคอปเปอร์ AM
ขดลวดเหนี่ยวนำ	ช่องระบายความร้อนแบบรวมศูนย์ ไม่มีข้อต่อประสานภายใน อายุการใช้งานยาวนานขึ้น ~2× (ทั่วไป)
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน	TPMS / ช่องขัดแตะ พื้นที่ถ่ายเทความร้อนเพิ่มขึ้น 30–60%- เทียบกับการออกแบบทั่วไป
ท่อนำคลื่น RF / ไมโครเวฟ	รูปทรงภายในที่ซับซ้อนช่วยลดการสูญเสียสัญญาณ ใช้ในระบบดาวเทียมและเรดาร์
ต้นแบบการพันขดลวดมอเตอร์	การตรวจสอบอย่างรวดเร็วของโครงสร้างการทำความเย็นขั้นสูงสำหรับมอเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น-
หน้าสัมผัสทางไฟฟ้า	ความต้านทานต่ำสำหรับแอปพลิเคชันสวิตชิ่งกระแสสูง-
ชิ้นส่วนทางการแพทย์และอุตสาหกรรม	ส่วนประกอบแบบกำหนดเองที่ไม่ใช่-แม่เหล็ก ความนำไฟฟ้าสูง-

ความสามารถทางเทคนิค

ความแม่นยำมิติ:±0.1 มม. สำหรับคุณสมบัติทั่วไป

ความหนาของผนังขั้นต่ำ:0.4–0.5 มม

ขนาดคุณสมบัติขั้นต่ำ:0.3–0.5 มม

ซองจดหมายสร้างสูงสุด:สูงสุด 500 × 500 × 400 มม. (ขึ้นอยู่กับกระบวนการ- และแพลตฟอร์ม-)

ความบริสุทธิ์ของวัสดุ:มากกว่าหรือเท่ากับ 99.9% Cu (ตามมาตรฐาน ASTM B152)

คำถามที่พบบ่อย

ทองแดงบริสุทธิ์ที่พิมพ์แบบ 3 มิติ-สามารถนำไฟฟ้าได้เท่าใด

ในสภาวะที่ปรับให้เหมาะสมหลังการประมวลผล- โดยปกติแล้วทองแดงบริสุทธิ์ของ LPBF จะมี IACS - ถึง 95–98% ใกล้เคียงกับทองแดงดัดเมื่อความพรุนถูกปิดโดย HIP และโครงสร้างกลับคืนมาโดยการหลอม

copper AM เปรียบเทียบกับการตัดเฉือน CNC อย่างไร

AM เป็นเลิศในด้านคุณลักษณะภายในที่ซับซ้อน (ช่องระบายความร้อน โครงสร้างขัดแตะ) และการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว CNC ดีกว่าสำหรับชิ้นส่วนที่มีปริมาณมาก-ซึ่งมีรูปทรงภายนอกที่เรียบง่าย สำหรับชิ้นส่วนที่ถูกครอบงำโดยความซับซ้อนภายใน AM มักเป็นทางเลือกเดียวที่ใช้การได้

ทองแดงบริสุทธิ์สามารถพิมพ์ 3 มิติ-ด้วย FDM ได้หรือไม่

FDM ไม่เหมาะสำหรับทองแดงบริสุทธิ์ที่มีความหนาแน่นสูง- LPBF และการฉีดสารยึดเกาะเป็นวิธีการทางอุตสาหกรรมที่เป็นที่ยอมรับ

ขนาดคุณสมบัติขั้นต่ำคือเท่าไร?

โดยทั่วไป 0.3–0.5 มม. สำหรับส่วนต่างๆ และ 0.4–0.5 มม. สำหรับผนัง ขึ้นอยู่กับรูปทรงและการวางแนว

อะไรคือความท้าทายหลักในการพิมพ์ 3 มิติด้วยทองแดงบริสุทธิ์?

การสะท้อนแสงเลเซอร์สูงที่ความยาวคลื่นอินฟราเรดและการนำความร้อนสูง สิ่งเหล่านี้ได้รับการแก้ไขผ่านเทคโนโลยีเลเซอร์สีเขียว-และพารามิเตอร์กระบวนการที่มีการควบคุมอย่างเข้มงวด

คุณให้การสนับสนุน DFM หรือไม่?

ใช่. ทีมวิศวกรของเราใช้การจำลองแม่เหล็กไฟฟ้าและ CFD เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบก่อนพิมพ์เลเยอร์แรก

ป้ายกำกับยอดนิยม: การผลิตสารเติมแต่งทองแดง ผู้ผลิตการผลิตสารเติมแต่งทองแดง ซัพพลายเออร์ โรงงาน, เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่พิมพ์ด้วยเทคโนโลยี 3 มิติ, ขดลวดเหนี่ยวนำที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ, การผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุด้วยทองแดง, การพิมพ์โลหะ 3 มิติเชิงอุตสาหกรรม, การพิมพ์โลหะ 3 มิติ, การพิมพ์ 3 มิติด้วยทองแดงบริสุทธิ์