11月12日,JX日本礦業(yè)金屬株式會社(JX金屬)宣布通過獨(dú)特的表面處理工藝,開發(fā)出可通過激光粉末床(L-PBF)打印的銅粉,打印的高密度部件導(dǎo)熱和導(dǎo)熱性能與純銅相當(dāng)。
大多數(shù)金屬和合金可以使用普通的SLM方法進(jìn)行3D打印,純銅的特殊之處在于對紅外激光的反射率超過90%,所以能量幾乎無法進(jìn)入材料內(nèi)部使之受熱熔化。業(yè)內(nèi)對于銅的3D打印選擇了很多不同方法,比如用波長為515nm的綠色激光替代常用波長約1μm的紅外激光作為3D打印能源;還比如間接的粉末擠出打印路線——即生坯打印+燒結(jié)的方法。但是上述方法也存在一些局限,比如綠色激光輸出功率低,可處理的材料厚度和打印速度不足;生坯打印+燒結(jié)的間接方法顯然工序更長,工藝控制要求更高,生產(chǎn)效率更低。此外,JX金屬表示,當(dāng)使用銅合金粉末作為純銅粉末的替代品時(shí),即使在成型后進(jìn)行熱處理以提高導(dǎo)電率,其導(dǎo)電率也僅為純銅的90%或更低。
本次JX金屬聯(lián)合由牛津大學(xué)團(tuán)隊(duì)成立的金屬3D打印初創(chuàng)公司Alloyed,共同開發(fā)的新型銅粉經(jīng)過了獨(dú)特的表面處理,以提高可打印性,并使用L-PBF金屬3D打印機(jī)常見的400W或500W近紅外激光來創(chuàng)建高密度打印件。使用該開發(fā)產(chǎn)品時(shí),成型后無需進(jìn)行熱處理,與使用銅合金粉末時(shí)相比,簡化了工藝,有助于提高生產(chǎn)率。
此外,在EBM(電子束熔煉)法打印中,這種進(jìn)行表面處理的銅粉顯著抑制了臨時(shí)燒結(jié)并提高了建模的自由度,表面處理提供的氧化抑制效果,也抑制了阻礙建模的氧濃度的增加。