Proszek miedziany do druku 3D
Spis treści
Przegląd Proszek miedziany do druku 3D
Proszek miedziany do druku 3D to proszek metalowy wykonany z czystej miedzi lub stopów miedzi wykorzystywany jako surowiec w różnych technologiach druku 3D do produkcji miedzianych części i produktów końcowych.
Niektóre kluczowe właściwości i zalety druku 3D z wykorzystaniem proszku miedzi obejmują:
- Wysoka przewodność elektryczna i cieplna pożądana w zastosowaniach elektronicznych
- Bardzo wysoka skrawalność zapewniająca dobre wykończenie i obróbkę końcową
- Doskonałe właściwości mechaniczne, takie jak wytrzymałość i plastyczność
- Odporność na korozję dzięki tworzeniu ochronnej warstwy tlenku miedzi
- Biokompatybilność z urządzeniami medycznymi i implantami
- Przewaga kosztowa w porównaniu z konwencjonalną obróbką miedzi
Kilka procesów druku 3D z metalu wykorzystuje najczęściej proszek miedzi:
Rodzaje druku 3D z wykorzystaniem proszku miedzi
Technologia druku 3D | Opis |
---|---|
Binder Jetting | Klei proszek miedziany za pomocą płynnych środków wiążących |
Bezpośrednie osadzanie energii (DED) | Wykorzystuje laser lub wiązkę elektronów do topienia proszku miedzi. |
Selektywne topienie laserowe (SLM) | Selektywne laserowe topienie i stapianie miedzianego złoża proszku |
Te techniki produkcji addytywnej umożliwiają tworzenie złożonych geometrii z miedzi, co nie jest możliwe w przypadku odlewania lub obróbki skrawaniem. Części mogą być wytwarzane na żądanie bez użycia narzędzi lub form.
Przyjrzyjmy się teraz bliżej gatunkom miedzi do druku 3D, właściwościom, zastosowaniom, specyfikacjom, cenom, porównaniom i nie tylko.
![Proszek miedziany do druku 3D 1 Proszek miedziany do druku 3D](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/3004-powder.png)
Skład Proszek miedziany do druku 3D
Istnieje kilka głównych rodzajów proszków miedzi stosowanych w produkcji addytywnej:
Skład proszku miedzianego do druku 3D
Typ proszku | Typowy skład |
---|---|
Czysta miedź | 99.7% Cu minimum |
Stop miedzi i cyny | Stop brązu Cu-10Sn |
Stop miedzi i niklu | 90Cu-10Ni lub 70Cu-30Ni |
Charakterystyka drukowanych w 3D części z czystej miedzi
- Doskonała przewodność elektryczna dla elektroniki
- Ciągliwy materiał umożliwiający obróbkę końcową
- Wyżarzanie może dodatkowo zwiększyć plastyczność
- Niska twardość przy 100 HV po wydrukowaniu
Plusy
- Najwyższa przewodność cieplna i elektryczna
- Łatwy w obróbce, płytowaniu, powlekaniu po zakończeniu budowy
- Biokompatybilność do zastosowań medycznych
- Spawanie różnych metali jest uproszczone
Wady
- Miękkie tekstury i elementy o niskiej wytrzymałości
- Ryzyko rozwarstwienia między warstwami
- Powłoka tlenkowa podatna na zanieczyszczenia
Charakterystyka drukowanych w 3D części z brązu Cu-Sn
- Lepsze właściwości mechaniczne dzięki domieszce cyny
- Nawet dwukrotnie większa twardość i wytrzymałość
- Odporne na zużycie wykończenie powierzchni
- Wyższa odporność na temperaturę
Plusy
- Mocniejsze części odporne na odkształcenia
- Umożliwia drukowanie drobnych szczegółów i tekstur
- Niewielkie ilości cyny poprawiają właściwości
- Dobra odporność na korozję
Wady
- Niższa przewodność cieplna i elektryczna
- Wyższa gęstość zwiększa wagę
- Nadal wymagają podpór podczas drukowania
Charakterystyka drukowanych w 3D części ze stopu Cu-Ni
- Doskonałe połączenie wytrzymałości i przewodności
- Zachowuje wysoką plastyczność i właściwości termiczne
- Dodaje twardości dla ochrony przed zużyciem
- Dobrze lutuje się z innymi elementami miedzianymi
Plusy
- Regulowane właściwości równoważące wytrzymałość, twardość i przewodność
- Mocne części odporne na naprężenia
- Tylko nikiel 10% podwaja granicę plastyczności
- Niższa temperatura topnienia korzystnie wpływa na drukowanie w niższych temperaturach
Wady
- Nie jest biokompatybilny z urządzeniami medycznymi
- Nikiel może inicjować korozję galwaniczną
- Wyższe koszty materiałów niż w przypadku czystej miedzi
Zastosowania miedzi drukowanej w 3D
Dzięki wszechstronnym właściwościom materiału, druk 3D z wykorzystaniem proszku miedzi znajduje zastosowanie w wielu branżach:
Zastosowania proszku miedzianego do druku 3D
Przemysł | Typowe zastosowania |
---|---|
Elektronika | Złącza, styki, zaciski, ekranowanie EMI |
Elektryczny | Szyny zbiorcze, uzwojenia wirnika, elektromagnesy |
Wymienniki ciepła | Radiatory, parowniki, skraplacze |
Motoryzacja | Końcówki spawalnicze, tuleje, łożyska |
Architektura | Dekoracyjne fasady, panele, modelowanie |
Medyczny | Elektrody, GREEN, implanty, narzędzia chirurgiczne |
Niektóre konkretne przykłady produktów obejmują:
Elektronika: Ścieżki przewodzące, przewody, anteny, baterie, czujniki
Motoryzacja: Obudowy świateł, szybkozłączki, wkładki gwintowane
Aerospace: Wsporniki, elementy kontroli momentu obrotowego, osprzęt radiowy
Towary konsumpcyjne: Guziki, zamknięcia, zamki błyskawiczne, elementy dekoracyjne
Sprzęt: Koła zębate, zamki, sprężyny, elementy złączne, takie jak nakrętki i śruby
Wykorzystanie właściwości miedzi w druku 3D odblokowuje innowacyjne geometrie niemożliwe do uzyskania metodami subtraktywnymi, które mogą zwiększyć funkcjonalność i wydajność.
Specyfikacje proszku miedzi do druku 3D
Producenci drukarek 3D charakteryzują proszek miedziany na podstawie takich wskaźników jak:
Specyfikacje proszku miedzianego do druku 3D
Parametr | Typowy zakres specyfikacji |
---|---|
Kształt proszku | Głównie kulisty |
Zakres rozmiarów | 15-45 mikronów |
Minimalna gęstość pozorna | 3,5 g/cm3 |
Typowa grubość warstwy | 20-100 mikronów |
Natężenie przepływu | >=25 s dla 50 g |
Tlen resztkowy | 0.3% max |
Inne ważne pomiary proszku:
- Gęstość kranu: Po osadzeniu zakres 4-4,5 g/cm3
- Natężenie przepływu w hali: Czas przepływu 50 g proszku przez otwór lejka
- Współczynnik Hausnera: Gęstość kranowa podzielona przez gęstość pozorną wskazuje płynność
Wąska dystrybucja zapewnia gęste i równomierne rozprowadzanie proszku podczas drukowania. Niska zawartość tlenu zapobiega powstawaniu nadmiaru tlenków utrudniających łączenie warstw.
Ceny, dostawcy i porównania miedzi w proszku
Koszty proszku miedziowego wahają się w zależności od cen rynkowych, składu, ilości i lokalizacji źródła:
Porównanie kosztów proszku miedziowego
Typ | Średni przedział cenowy | Kluczowi dostawcy |
---|---|---|
Czysta miedź | $50-80 za kg | AP&C, Sandvik Osprey, Carpenter Additive |
Brąz Cu-10Sn | $55-90 za kg | ECKA Granules, BASF Additive Mfg, LPW Technology |
Stop CuNi10 | $65-105 za kg | Linde, Arconic Components, Praxair |
Zakup materiałów o wysokiej czystości od certyfikowanych producentów proszków metalowych zapewnia niezawodną jakość. Zagraniczni dostawcy oferują tańsze opcje, ale mogą nie być spójni.
Porównując materiały proszkowe do druku, należy wziąć pod uwagę:
Plusy i minusy różnych proszków miedzi
Typ | Plusy | Wady |
---|---|---|
Czysta miedź | Najwyższa wydajność termiczna/elektryczna<br>Najniższy koszt | Miękkie części podatne na zużycie<br>Ryzyko rozwarstwienia |
Stop brązu Cu | Mocniejsze komponenty<br>Lepsza rozdzielczość drobnych szczegółów | Cięższe komponenty<br>Niższa przewodność |
Miedź-nikiel | Zrównoważona wytrzymałość i przewodność <br>Kontrolowane tarcie/zużycie | Niekompatybilny biologicznie<br>Trudniejsze w obróbce |
PodsumowującCzysta miedź zaspokaja potrzeby elektroniki, kładąc nacisk na przewodność i plastyczność przy niskich kosztach, podczas gdy stopy lepiej spełniają wymagania mechaniczne dzięki wyższej wytrzymałości i twardości.
Parametry drukowania, wartości progowe i zalecenia
Wybór optymalnych ustawień drukowania jest kluczem do pomyślnego wykorzystania proszku miedzi:
Ustawienia profilu drukowania dla proszku miedzi
Parametr | Typowy zakres | Zalecenia |
---|---|---|
Grubość warstwy | 20-100 mikronów | Cieńsze warstwy poprawiają wiązanie międzywarstwowe |
Moc lasera (dla SLM) | 100-500 W | Wyższa gęstość i zwilżanie przy zwiększonej mocy |
Prędkość skanowania | 100-500 mm/s | Szybsze prędkości zmniejszają ilość wprowadzanego ciepła i naprężenia szczątkowe |
Rozmiar wiązki | 20-100 mikronów | Średnica lasera zbliżona do grubości warstwy |
Struktury wsparcia | Przypominający drzewo | Zapobiegaj wypaczeniom, a następnie usuwaj je poprzez przetwarzanie końcowe |
Gaz osłonowy | Argon lub azot | Zapobieganie utlenianiu podczas budowy |
Ogrzewanie płyty konstrukcyjnej | 50-250°C | Radiator po osadzeniu, jeśli chłodzenie jest zbyt szybkie |
Ulga w stresie | Wyżarzanie 1-3 godziny w temperaturze 400°C | Redukcja naprężeń szczątkowych promująca integralność warstwy |
Prasowanie izostatyczne na gorąco | 1000-10000 psi przy 500-950°C | Zwiększenie gęstości poprzez zapadanie się pustych przestrzeni |
Wykończenie powierzchni | Bębnowanie, obróbka skrawaniem, szlifowanie, polerowanie itp. | Wygładzanie chropowatości powierzchni |
Monitorowanie wielkości i temperatury jeziorka umożliwia kalibrację parametrów lasera w czasie rzeczywistym. Dopasowanie energii wejściowej do obszaru drukowania w celu uzyskania dobrego stopienia bez nadmiernego nagrzewania.
Części wysokiej jakościZarządzanie temperaturą jest kluczowe wraz z łagodzeniem naprężeń szczątkowych poprzez strategiczne cykle ogrzewania/chłodzenia podczas drukowania, a także obróbkę cieplną po zakończeniu budowy. Wykorzystanie standardowych metod obróbki metali/obróbki skrawaniem do wykańczania elementów drukowanych z miedzi.
Branżowe standardy druku 3D z wykorzystaniem proszków metali
Organizacje normalizacyjne zajmujące się wytwarzaniem przyrostowym metali
Organizacja | Odpowiednie normy AM metali |
---|---|
ASTM International | F3049, F2971, F3184, F3301 itp. dla stopów podatnych na obróbkę, wymagania procesowe, właściwości |
Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna (ISO) | ISO/ASTM 52915, 52921 obejmujące projektowanie, procesy, testowanie |
SAE International | Specyfikacja materiałów i procesów lotniczych AMS7001A |
Amerykańskie Stowarzyszenie Inżynierów Mechaników (ASME) | BPVC Sekcja IX Kody spawalnicze |
Narodowy Instytut Standardów i Technologii (NIST) | Referencyjne dane dotyczące proszków miedzi i nauka o pomiarach |
Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna (IEC) | Analiza porównawcza IEC 62890 wydajności procesu stapiania w złożu proszku metalu |
Dzielą się one najlepszymi praktykami i określają powtarzalne kryteria wydajności w celu zakwalifikowania części do użytku końcowego.
Dla komponenty lotnicze i kosmiczneDodatkowe standardy CAA i FAA również wymagają zgodności. Motoryzacja części odnoszą się również do specyfikacji UL, A2LA, NADCAP.
W zastosowaniach związanych z urządzeniami medycznymiZgodność z przepisami FDA i CE jest obowiązkowa przed komercjalizacją, aby zapewnić biokompatybilność i bezpieczeństwo pacjentów.
Ogólnie rzecz biorąc, standardy synchronizują rozwój technologii w całej branży produkcji dodatków metalowych.
![Proszek miedziany do druku 3D 11 Proszek miedziany do druku 3D](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/AlSi50.jpg)
Najczęściej zadawane pytania
P: Jak wybrać odpowiedni stop miedzi do mojego zastosowania?
O: Większość produktów kładzie nacisk na wytrzymałość, twardość i odporność na zużycie lub przewodność cieplną/elektryczną. Odpowiednie dostrojenie pierwiastków stopowych, takich jak cyna lub nikiel, umożliwia optymalizację właściwości.
P: Czy proszek miedzi wymaga osłony gazem obojętnym podczas drukowania?
O: Tak, podgrzewanie proszku miedzi do wysokich temperatur powoduje utlenianie powierzchni i utratę pierwiastków stopowych. Ekranowanie argonem lub azotem zapobiega nadmiernej utracie materiału.
P: Co powoduje pękanie między warstwami podczas drukowania miedzi w 3D?
O: Różne szybkości chłodzenia i kurczenie się stopu mogą powodować naprężenia prowadzące do pęknięć międzywarstwowych. Lepsza kontrola termiczna podczas produkcji i odprężająca obróbka cieplna po zakończeniu procesu redukują te defekty.
P: Dlaczego moja część miedziana wydrukowana w 3D ma słabe wykończenie powierzchni i teksturę?
O: Niewystarczające stopienie cząstek proszku z powodu niskiej mocy lasera powoduje porowate, nierówne tekstury wymagające intensywnej obróbki wykańczającej. Kalibracja druku, odpowiednie nakładanie się warstw i wyższa gęstość energii poprawiają jakość powierzchni.
P: Czy bezpośrednie drukowanie na metalu przy użyciu proszku miedzi jest bardzo drogie?
O: Tak, zarówno koszty systemu drukarki wynoszące ponad $100,000, jak i powtarzające się zakupy proszku metalowego sprawiają, że jest to zbyt drogie dla małych produkcji. Jednak koszt jednej części znacznie spada w przypadku produkcji seryjnej ze względu na brak wymagań dotyczących oprzyrządowania.
Udostępnij
Facebook
Twitter
LinkedIn
WhatsApp
E-mail
MET3DP Technology Co., LTD jest wiodącym dostawcą rozwiązań w zakresie produkcji addytywnej z siedzibą w Qingdao w Chinach. Nasza firma specjalizuje się w sprzęcie do druku 3D i wysokowydajnych proszkach metali do zastosowań przemysłowych.
Zapytaj o najlepszą cenę i spersonalizowane rozwiązanie dla Twojej firmy!
Powiązane artykuły
Informacje o Met3DP
Odtwórz wideo
Ostatnia aktualizacja
Nasz produkt
KONTAKT
Masz pytania? Wyślij nam wiadomość teraz! Po otrzymaniu wiadomości obsłużymy Twoją prośbę całym zespołem.
![metalowe logo 3dp małe](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/metal-3dp-logo-small.png)
Proszki metali do druku 3D i produkcji addytywnej
PRODUKT
cONTACT INFO
- Miasto Qingdao, Shandong, Chiny
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731