銅是一種具有良好導(dǎo)電、導(dǎo)熱性的金屬，而且它的可鍛性和延展性也較好，同時(shí)還有抗腐蝕，甚至殺死細(xì)菌和病毒等能力。銅可用來(lái)生產(chǎn)導(dǎo)線、銅管、冷板、圓盤(pán)、歧管、散熱器、熱交換器、匯流條等，被廣泛地應(yīng)用于電氣、機(jī)械制造、航空航天、國(guó)防軍工等領(lǐng)域。如今銅已經(jīng)是世界上消耗量第三大的工業(yè)金屬。
純銅制造面臨的挑戰(zhàn)
▲傳統(tǒng)工藝加工的銅零件（來(lái)源網(wǎng)絡(luò)）
特別是在減材制造工藝中，純銅是出了名的難用，它的的延展性經(jīng)常導(dǎo)致在減材制造操作中變形。因此，減材制造通常需要采用電導(dǎo)率和導(dǎo)熱性較低的銅合金。而在增材制造中，純銅材料的應(yīng)用雖然起步較晚，但近年來(lái)已呈現(xiàn)出快速發(fā)展的趨勢(shì)，特別是在國(guó)防軍工領(lǐng)域上銅的增材制造應(yīng)用不斷取得重要進(jìn)展，更促進(jìn)了銅材料增材制造的發(fā)展。
純銅增材制造的不同工藝
▲綠色SLM打印純銅（來(lái)源3D科學(xué)谷《銅金屬3D打印白皮書(shū)》）
然而純銅激光增材制造工藝中存在的挑戰(zhàn)也正在被逐漸克服。如采用綠色激光選區(qū)激光熔化系統(tǒng)（綠色SLM）的純銅制件力學(xué)性能和電導(dǎo)率都大大提升，反射率的減少可以使得加工過(guò)程更加穩(wěn)定而且高效。另外材料擠出、光聚合與粘結(jié)劑噴射工藝的銅3D打印工藝也實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。其中，基于燒結(jié)的粉末擠出打印（PEP）技術(shù)巧妙避開(kāi)了純銅打印過(guò)程中的高導(dǎo)熱、高反射問(wèn)題，通過(guò)先打印生坯，然后再經(jīng)過(guò)成熟的粉末冶金脫脂和燒結(jié)工藝，得到結(jié)構(gòu)優(yōu)良的高性能純銅部件。有望為下一代導(dǎo)熱、導(dǎo)電零部件的制造帶來(lái)更多樣化的解決方案。
PEP技術(shù)制造銅的優(yōu)勢(shì)
▲升華三維打印的純銅換熱器
▲升華三維純銅打印產(chǎn)品性能數(shù)據(jù)
PEP技術(shù)成形工藝簡(jiǎn)單，無(wú)需激光器件，具有低溫成型、高溫成性的特性。可解決如銅類(lèi)高反射金屬對(duì)激光波段吸收率低，解決同時(shí)具備精細(xì)復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)和高性能純銅制造加工問(wèn)題；打印材料制備方便，對(duì)原始粉末的球形度和流動(dòng)性沒(méi)有嚴(yán)格要求，適用于粉末冶金工藝所用的粉末材料，并且打印材料可循環(huán)利用。為純銅材料制造加工難提供了有效途徑。
賦能銅加工制造，升華三維力戰(zhàn)不怠
近年來(lái)，面對(duì)復(fù)雜多變的國(guó)內(nèi)外宏觀經(jīng)濟(jì)形勢(shì)和發(fā)展環(huán)境，我國(guó)銅加工產(chǎn)業(yè)積極推進(jìn)轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構(gòu)、促轉(zhuǎn)型，保持了行業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展。目前，我國(guó)銅產(chǎn)業(yè)加工能力不斷提升，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，國(guó)產(chǎn)化水平不斷提高，整個(gè)行業(yè)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的良好態(tài)勢(shì)。純銅增材制造可以大大降低制造周期和成本。其次，還可以制造出結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜的零件，不僅提高了產(chǎn)品的精度，還可以實(shí)現(xiàn)定制化生產(chǎn)。這些優(yōu)勢(shì)使得純銅增材制造在各行各業(yè)都有廣泛的應(yīng)用前景。
▲升華三維制備的純銅結(jié)構(gòu)件
升華三維作為中國(guó)金屬/陶瓷間接3D打印引領(lǐng)者，擁有完全自主產(chǎn)權(quán)3D打印設(shè)備及打印材料，已掌握金屬/陶瓷間接3D打印技術(shù)在打印裝備及核心器件、成形材料、工藝及軟件等關(guān)鍵核心技術(shù)并搭建成完整的增材制造工藝鏈。升華三維在材料配方、設(shè)備性能、打印及燒結(jié)工藝也在不斷的改善，純銅增材制造能力也將進(jìn)一步地提升。隨著我國(guó)銅加工制造業(yè)的不斷升級(jí)，以及應(yīng)用市場(chǎng)需求的高要求，升華將憑借著技術(shù)和工藝優(yōu)勢(shì)，賦能銅產(chǎn)業(yè)加工制造，提供卓越的3D打印整體解決方案和服務(wù)。為我國(guó)銅產(chǎn)業(yè)加工實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展貢獻(xiàn)應(yīng)有的力量。
