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經(jīng)濟便利的3D打印純銅進(jìn)一步打開(kāi)銅的精彩制造空間

2020-6-17 16:09:48 來(lái)源:3D科學(xué)谷  字體:  術(shù)語(yǔ)簡(jiǎn)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(diǎn),被廣泛應用于電力、散熱、管道、裝飾等領(lǐng)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(fā)動(dòng)機燃燒室部件。但是隨著(zhù)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(wú)法滿(mǎn)足全部需求。

金屬3D打印技術(shù)能夠制造復雜的功能集成零部件,這一優(yōu)勢在銅金屬制造領(lǐng)域也同樣能夠得到體現,比如說(shuō)在銅電感線(xiàn)圈制造領(lǐng)域,金屬3D打印技術(shù)就可以用于替代傳統制造工藝,直接制造復雜電感線(xiàn)圈, 避免對于組裝的需求和因焊接帶來(lái)的不足。關(guān)于銅的3D打印技術(shù)呈現出越來(lái)越經(jīng)濟多樣的發(fā)展態(tài)勢,根據3D科學(xué)谷之前介紹過(guò)Markforged推出了其金屬X打印機適用的最新材料-銅,本期3D科學(xué)谷與谷友進(jìn)一步來(lái)了解Markforged解決方案的幾大特點(diǎn)。

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(jiǎn)單,借助Markforged Metal X系統,用戶(hù)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(shí)或無(wú)法制造的。

根據3D科學(xué)谷的市場(chǎng)觀(guān)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?稍谛枰獙峄驅щ姷牡胤绞褂肕arkforged銅,替代傳統制造工藝太昂貴或無(wú)法實(shí)現復雜形狀的挑戰。

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

Markforged推出的銅材料帶來(lái)的打印的便利性如下:

一個(gè)平臺

使用Markforged銅材料進(jìn)行3D打印與其他材料打印是一樣的過(guò)程,在Metal X系統上使用現有的硬件和軟件系統進(jìn)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(kāi)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(shù),使得3D打印銅變得簡(jiǎn)單。銅金屬粉末與粘結劑混合加工成長(cháng)絲,3D打印完成后,用戶(hù)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(lǐng)域

從散熱器到定制的焊柄,Markforged的用戶(hù)現在可以重新發(fā)明制造銅組件的方式。用戶(hù)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(huán)節。

3D科學(xué)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(shù)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(guò)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(zhì)量難以控制等問(wèn)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(cháng)的波長(cháng)相比更短,波長(cháng)在515nm。這意味著(zhù)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(guò)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(shù),通過(guò)解決以前無(wú)法解決的挑戰,來(lái)降低汽車(chē)生產(chǎn)制造成本,同時(shí)提高電動(dòng)汽車(chē)電機的效率。

根據3D科學(xué)谷的市場(chǎng)觀(guān)察,在電動(dòng)汽車(chē)方面,銅的3D打印也具有一定的應用潛力。電力驅動(dòng)及控制系統是電動(dòng)汽車(chē)的核心,也是區別于內燃機汽車(chē)的最大不同點(diǎn)。電力驅動(dòng)及控制系統由驅動(dòng)電動(dòng)機、電源和電動(dòng)機控制裝置等組成。電動(dòng)汽車(chē)的其他裝置基本與內燃機汽車(chē)相同。電力驅動(dòng)子系統由電控單元、控制器、電動(dòng)機、機械傳動(dòng)裝置和驅動(dòng)車(chē)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(dòng)力轉向、溫度控制和輔助動(dòng)力供給等功能。(全球金屬網(wǎng) OMETAL.COM)

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