Wytwarzanie przyrostowe miedzi

Miedź do wytwarzania przyrostowego wykazuje coraz szersze zastosowanie w metodach wytwarzania przyrostowego, umożliwiając wytwarzanie wysoce przewodzących części o użytecznych właściwościach mechanicznych. Jako jedna z niewielu opcji metalowych w procesach stapiania w złożu proszku, rozpylania spoiwa i ukierunkowanego osadzania energii, zrozumienie kluczowych atrybutów proszku obiecuje wzrost zastosowań.

Przegląd z Miedź do wytwarzania przyrostowego

Produkcja addytywna z wykorzystaniem obietnic miedzi:

• Przewodność elektryczna i cieplna przewyższająca inne metale
• Gęstość podobna do zwykłych stopów inżynieryjnych
• Lepsza ciągliwość w porównaniu z materiałami takimi jak stal czy nikiel
• Szeroki wybór dodatków stopowych w celu dostrojenia właściwości
• Zachowanie przeciwdrobnoustrojowe zabezpieczające higieniczne użytkowanie
• Możliwość recyklingu wspierająca cele zrównoważonego rozwoju

Części z drobnymi detalami, złożoną geometrią i lekkimi kanałami konforemnymi stają się możliwe do wyprodukowania z właściwościami dostosowanymi do naprężeń termicznych, elektrycznych lub mechanicznych dzięki optymalnemu doborowi stopu i procesu.

Potencjalne zastosowania obejmują chłodzenie elektroniki, komponenty o częstotliwości radiowej, formy odlewnicze z chłodzeniem konformalnym i niestandardowe implanty. W miarę jak platformy addytywne zwiększają skalę produkcji materiałów miedzianych, ich zastosowanie będzie rosło we wszystkich sektorach.

Rodzaje miedzi w proszku

Dostępne są różne rodzaje surowców proszkowych w zależności od metody produkcji, właściwości i rodziny stopów:

Proszki rozpylane gazowo i proszki stopowe mają charakterystykę płynności i kształtu odpowiednią dla potrzeb AM.

Miedź do wytwarzania przyrostowego Skład

Różne opcje materiałów miedzianych dla dodatków:

Pierwiastki śladowe, takie jak Pb, Fe, Sb, pomagają modyfikować właściwości i przetwarzalność. Określone kompozycje są dostrajane do pożądanych permutacji wydajności elektrycznej, termicznej i mechanicznej.

Właściwości przyrostowej produkcji miedzi

Nowe możliwości AM miedzi opierają się na użytecznych atrybutach fizycznych i funkcjonalnych:

Właściwości fizyczne

Gęstość mieści się pomiędzy aluminium a stalą miękką, podczas gdy wyjątkowa przewodność przewyższa alternatywne opcje metalowe.

Właściwości mechaniczne

Różni się w zależności od dodatków stopowych po obróbce cieplnej:

Atrybuty funkcjonalne

Te cechy pomagają w ukierunkowaniu styków elektrycznych, ram ołowianych, wymienników ciepła itp. wykorzystując zwinność AM.

Produkcja z Miedź do wytwarzania przyrostowego

Komercyjna konfiguracja produkcji proszku surowcowego:

1. Topienie - Czysta katoda miedziana jest topiona indukcyjnie w kontrolowanej atmosferze

2. Atomizacja - Gaz obojętny pod wysokim ciśnieniem rozbija stopiony strumień na drobne kropelki

3. Chłodzenie i zbieranie proszku - Kształtowanie i zestalanie cząstek proszku

4. Przesiewanie - Wieloetapowa klasyfikacja pozwala uzyskać frakcje specyficzne dla danego zastosowania

5. Opakowanie - Szczelne pojemniki z zatrzymywanym gazem obojętnym zapewniają stabilność przechowywania

Stopy specjalne poddawane są próżniowemu topieniu indukcyjnemu przed atomizacją. Recykling złomu również zapewnia odpowiedni proszek.

Miedź do wytwarzania przyrostowego Zastosowania

Pojawiające się obszary zastosowań korzystające z możliwości AM miedzi:

Elektronika

Doskonała przewodność cieplna wspomaga odprowadzanie ciepła z pakietów, jednocześnie minimalizując problemy z rozszerzalnością. Funkcje takie jak konfigurowalne drukowane radiatory lub osłony stają się wykonalne.

Komponenty elektryczne

Niska rezystywność umożliwia stosowanie lekkich cewek indukcyjnych, szyn zbiorczych i ekranów RF wytwarzanych w procesie produkcji addytywnej.

Części zużywające się

Poprawa chropowatości powierzchni dzięki AM zwiększa odporność na ścieranie w zastosowaniach takich jak łożyska, tuleje itp.

Motoryzacja

Połączenie wytrzymałości i przewodności korzystnie wpływa na geometrię cienkościennych wymienników ciepła potrzebnych do zarządzania temperaturą akumulatorów pojazdów elektrycznych.

Lotnictwo i kosmonautyka

Wiedza zdobyta podczas projektowania płaszcza komory silnika rakietowego została przeniesiona do lotniczych systemów odprowadzania ciepła, takich jak komory parowe.

Biomedyczne

Działanie przeciwdrobnoustrojowe zachęca do stosowania niestandardowych implantów i protez dostosowanych do interfejsów biologicznych.

Miedź do wytwarzania przyrostowego Specyfikacje

Kluczowe właściwości proszku i wskaźniki dotyczące miedzi dla AM:

Stopnie

Zgodnie ze standardem MPIF 115 dla proszków do produkcji addytywnej:

Mniejsze rozmiary zapewniają lepszą rozdzielczość i wykończenie powierzchni, podczas gdy większe cząstki zapewniają ekonomię szybkości budowy.

Standardy przyrostowej produkcji miedzi

Kluczowe protokoły testów proszkowych obejmują:

• MPIF 115 - Wytwarzanie addytywne części konstrukcyjnych w metalurgii proszków
• ASTM B243 - Standardowa metoda badania proszków i koncentratów miedzi i stopów miedzi w metalurgii proszków
• ISO 4490 - Oznaczanie rozkładu wielkości cząstek proszków metali metodą dyfrakcji laserowej
• BSI PAS 139 - Specyfikacja części wytwarzanych addytywnie z metali

Pomagają one w analizie porównawczej jakości surowca w celu zapewnienia optymalnej powtarzalności i niezawodności drukowanych części.

Miedź do wytwarzania przyrostowego Wycena

Ceny reprezentatywne, 2023 r:

Wyższy rozkład gęstości, mniejsze i jednolite cząstki mają przewagę nad nieregularnymi morfologiami i grubymi rozmiarami.

Plusy i minusy

Zalety

• Bardzo wysoka przewodność elektryczna i cieplna
• Przydatne połączenie wytrzymałości i plastyczności
• Antybakteryjne właściwości powierzchni
• Doskonała biofunkcjonalność i biokompatybilność
• Stabilność wymiarowa w różnych temperaturach roboczych
• Szybszy transfer ciepła z cienkich sekcji
• Nadaje się do kontaktu z żywnością, cieczami i gazami

Wady

• Gorsza odporność na wysokie temperatury niż w przypadku stopów żelaza
• Niższa twardość niż w przypadku stopów żelaza, kobaltu lub niklu
• Ciężki w porównaniu do metali lekkich, takich jak aluminium, magnez
• Wyższe koszty materiałów niż w przypadku stalowych odpowiedników
• Wrażliwość na kruchość wodorową w określonych warunkach

Zrozumienie unikalnych mocnych stron i ograniczeń obiecuje optymalne zastosowanie w branżach, w których miedź odblokowuje wartość.

Miedź do wytwarzania przyrostowego Dostawcy

Wiodące światowe źródła oferujące proszek miedzi do produkcji addytywnej:

Ci uznani producenci proszków metali zaspokajają obecnie rosnący popyt na miedź ze strony przemysłowych rynków druku 3D, oferując niestandardowe gatunki. Usługi przetwarzania na zamówienie zwiększają skalowalność wydajności dla miedzianego surowca proszkowego AM.

Najczęściej zadawane pytania

Podsumowanie

Produkcja addytywna znacznie zwiększa elastyczność produkcji komponentów miedzianych, uwalniając nowe geometrie i umożliwiając tworzenie lekkich, wielofunkcyjnych zespołów w dziedzinie elektroniki, elektryki i zarządzania ciepłem. Ponieważ jakość proszków zapewnia niezawodną wydajność mechaniczną na równi z konwencjonalnymi metodami, większe części o znaczeniu krytycznym przyjmą wydajność AM na skalę komercyjną.

Nowe warianty stopów ekstrapolowane z obiecujących możliwości CuCrZr i CuCo wskazują na niezbadane kombinacje właściwości do zastosowań kosmicznych. Tymczasem sektory o wysokiej wartości, takie jak medycyna, wykorzystują biofunkcjonalność, napędzając niestandardowe wymienniki ciepła i implanty za pomocą konstrukcji AM. Wszechobecna miedź wkracza tym samym na nowy teren dzięki fuzji w złożu proszku i wszechstronności ukierunkowanego osadzania energii, ponieważ narzędzia wykorzystują złożoność kształtu z użyteczną przewodnością.

poznaj więcej procesów druku 3D