Digital Metal 推出用于粘結劑噴射的3D打印純銅粉末

2021年2月27日，南極熊獲悉，工業(yè)3D打印機制造商Digital Metal宣布推出一種新的純銅粉末DM Cu，用于粘合劑噴射3D打印技術。

DM P2500 3D打印機的用戶現(xiàn)在可以在車間里3D打印99.9%的純銅組件。這種材料以優(yōu)異的導熱性而聞名，成為熱交換器、管道、發(fā)動機和電子產品的散熱器等傳熱部件的選擇。

由于具有延展性和導電性，純銅還被廣泛用于生產電線等電氣連接件。此外，銅還具有抗菌特性，這為醫(yī)療設備的3D打印開辟了新的途徑，盡管這是個不太常見的應用。

Digital Metal的首席執(zhí)行官Christian Lönne表示："使用Digital Metal的粘合劑噴射技術用純銅打印是有史以來最令人期待的材料發(fā)布之一，而且在粘合劑噴射中是全新的。銅一直在我們客戶的愿望清單上占據(jù)著很高的位置，而隨著電子移動性和導熱性等快速增長領域對銅的應用需求的飆升，銅的應用時機非常完美。"

△DM P2500 3D打印機，圖片來自Digital Metal，相關產品已經被全球3D打印產品庫收錄https://product.nanjixiong.com ，歡迎進入查詢

喇叭天線和散熱器

Digital Metal已經通過內部的一些測試應用對新型DM Cu粉末進行了實驗。首先，公司3D打印了一個喇叭波導天線，用于引導無線電波的波束。

像喇叭天線這樣的部件，如果使用傳統(tǒng)技術制造，通常成本相當高，而且可能只在專門的研究或航空航天項目中需要小批量制造。因此，每個零件的成本可能會急劇上升--Digital Metal可以通過3D打印技術解決這個問題。在這里使用粘結劑噴射也有利于減輕重量，因為公司的工程師能夠選擇輕質薄壁結構，并采用肋骨來增加必要的剛度。

△Digital Metal公司3D打印的純銅喇叭天線，圖片來自Digital Metal

公司還3D打印了一個具有陀螺幾何形狀的Triply Periodic Minimal Surface (TPMS)散熱器（一個類似nTopology的散熱器）。與板式和針式散熱片設計相比，陀螺形散熱片在傳熱率和剛性方面都有提高，而且只能通過3D打印制造。在Digital Metal的散熱器中，對TPMS結構進行了修改，底部為厚壁，頂部為薄壁，鼓勵更強的對流。

Lönne補充說："我們在內部開發(fā)該工藝已經有一段時間了，我們現(xiàn)在非常高興能夠為Digital Metal粘合劑噴射提供高質量的銅工藝。"

△Digital Metal使用純銅粉3D打印的優(yōu)化散熱片，圖片來自Digital Metal

Digital Metal的材料組合

DM Cu的加入進一步加強了Digital Metal廣泛的粉末產品組合，這可歸功于母公司Höganäs AB，它是金屬粉末的領先制造商。

最近，該公司推出了其專有的DM D2工具鋼合金，這是一種高碳、高鉻鋼，可進行完全熱處理，具有優(yōu)異的硬度和抗壓強度。材料同時具有耐磨性和韌性，是制造工具應用的最佳選擇。

通快綠光SLM 技術3D打印銅

之前，南極熊報道過通快使用綠光版的SLM金屬3D打印機成功打印出銅的部件。

由于銅的導熱性和反射率非常高，這使得銅金屬特備是純銅難以通過常規(guī)3D打印有效成型，銅在室溫下對近紅外光的吸收率僅為5%，這意味著加工窗口十分的窄，很難找到完美的參數(shù)，加工效率也非常慢，制件無論是力學性能還是導電率都受到很大的限制。另外，95%的能量反射對于設備本身的傷害也是巨大的，銅對綠色激光的吸收率很高，接近40%，足足是近紅外激光的8倍，好的吸收率意味著比較寬的加工窗口，制件力學性能和電導率都大大提升，反射率的減少可以使得加工過程更加穩(wěn)定而且高效。

△通快李忠輪經理

其實，對于銅3D打印來說，還有很多民用行業(yè)的應用，剛好可以發(fā)揮銅的特性和3D打印的靈活性 。

熱交換器

一體式3D打印熱交換器通過優(yōu)化設計，不再需要裝配和焊接，而是一體化加工。3D打印的熱交換器比其他方式制造的熱交換器更輕更高效。

電感應器

一般來說，電感應器中的電感線圈，需要經過若干機械制造工序，線圈通過手動彎曲和焊接達到想要的形狀，這非常考驗工人的手工和經驗，每個焊點都會改變電流，并導致性能顯著下降。此外，電感線圈的性能還受幾何形狀的限制，傳統(tǒng)制造工藝通常只能實現(xiàn)相對簡單的形狀，而3D打印可以讓電感線圈更緊湊、更復雜，從而實現(xiàn)更高的效率。3D打印電感應器的使用壽命，與傳統(tǒng)制造相比得到了顯著提升，能夠減少電感應器的更換頻率，節(jié)省成本。

以賀利氏公司生產的鉻鎬銅粉末為例，使用通快TruPrint 1000綠光版加工之后的幾個關鍵力學性能。其中，相對致密度可以達到99.5%以上，樣件經過熱處理后，90度方向的拉伸強度可以達到470兆帕，延展率達到26%，室溫環(huán)境下電導率為81%。

然而，通過常規(guī)紅外激光所加工出來的鉻鎬銅工件，拉伸強度為380兆帕，延展率為15%，導電率為75%。

這是奧地利m4p公司生產的T1級純銅，使用TruPrint 1000綠光版打印完以后的幾個性能指標，其中電導率可以達到100%的國際退火銅標準，致密度達到99.5%以上，從打印參數(shù)可以看出，485瓦的激光功率，可以對應到600mm/s的振鏡掃描速度，體現(xiàn)出非常高的加工效率。