Медный порошок для 3D-печати
Оглавление
Обзор Медный порошок для 3D-печати
Медный порошок для 3D-печати - это металлический порошок из чистой меди или медных сплавов, используемый в качестве сырья в различных технологиях 3D-печати для изготовления конечных медных деталей и изделий.
Среди основных свойств и преимуществ 3D-печати с использованием медного порошка можно назвать следующие:
- Высокая электро- и теплопроводность, необходимая для применения в электронике
- Очень высокие показатели обрабатываемости для качественной отделки и последующей обработки
- Отличные механические свойства, такие как прочность и пластичность
- Устойчивость к коррозии благодаря образованию защитного слоя оксида меди
- Биосовместимость для медицинских приборов и имплантатов
- Преимущество в стоимости по сравнению с традиционной обработкой меди
В нескольких процессах металлической 3D-печати чаще всего используется медный порошок:
Виды 3D-печати с использованием медного порошка
Технология 3D-печати | Описание |
---|---|
Струйная обработка вяжущего | Склеивает медный порошок с помощью жидких связующих веществ |
Направленное энергетическое осаждение (DED) | Использует лазер или электронный луч для расплавления медного порошка |
Селективное лазерное плавление (SLM) | Избирательное лазерное плавление и сплавление медного порошка |
Эти технологии аддитивного производства позволяют создавать сложные геометрические фигуры из меди, недоступные для литья или механической обработки. Детали могут быть изготовлены по требованию без использования инструментов или пресс-форм.
Теперь давайте более подробно рассмотрим марки меди для 3D-печати, свойства, применение, технические характеристики, цены, сравнения и многое другое.
![Медный порошок для 3D-печати 1 Медный порошок для 3d-печати](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/3004-powder.png)
Состав Медный порошок для 3D-печати
Существует несколько основных типов металлических медных порошков, используемых в аддитивном производстве:
Составы медных порошков для 3D-печати
Тип порошка | Типовой состав |
---|---|
Чистая медь | 99,7% Cu минимум |
Медно-оловянный сплав | Бронзовый сплав Cu-10Sn |
Медно-никелевый сплав | 90Cu-10Ni или 70Cu-30Ni |
Характеристики 3D-печатных деталей из чистой меди
- Отличная электропроводность для электроники
- Вязкий материал, позволяющий проводить последующую обработку
- Отжиг может дополнительно повысить пластичность
- Низкая твердость при 100 HV после печати
Плюсы
- Высочайшая тепло- и электропроводность
- Легко поддается обработке, пластинам, покрытию после строительства
- Биосовместимость для использования в медицинских целях
- Сварка разнородных металлов упрощается
Cons
- Мягкие малопрочные текстуры и особенности
- Риск расслоения между слоями
- Образование оксидной пленки, склонной к загрязнению
Характеристики 3D-печатных деталей из бронзы Cu-Sn
- Улучшенные механические свойства благодаря легированию оловом
- В два раза больше твердости и прочности
- Износостойкое покрытие поверхности
- Повышенная термостойкость
Плюсы
- Более прочные детали, способные противостоять деформации
- Позволяет печатать мелкие детали и текстуры
- Небольшое количество олова улучшает свойства
- Хорошая коррозионная стойкость
Cons
- Низкая тепло- и электропроводность
- Повышенная плотность увеличивает вес
- По-прежнему требуется поддержка во время печати
Характеристики 3D-печатных деталей из сплава меди и никеля
- Отличное сочетание прочности и электропроводности
- Сохраняет высокую пластичность и тепловые свойства
- Повышает твердость для защиты от износа
- Хорошо паяется с другими медными компонентами
Плюсы
- Настраиваемые свойства, балансирующие между прочностью, твердостью и проводимостью.
- Прочные детали, способные выдерживать нагрузки
- Только никель 10% удваивает предел текучести
- Низкая температура плавления позволяет печатать при низких температурах
Cons
- Не является биологически совместимым для медицинских изделий
- Никель может вызывать гальваническую коррозию
- Более высокая стоимость материалов по сравнению с чистой медью
Области применения 3D-печати из меди
Благодаря универсальным свойствам материала 3D-печать медным порошком используется во всех отраслях промышленности:
Области применения медного порошка для 3D-печати
Промышленность | Общие приложения |
---|---|
Электроника | Разъемы, контакты, клеммы, экранирование от электромагнитных помех |
Электрический | Шины, обмотки ротора, электромагниты |
Теплообменники | Радиаторы, испарители, конденсаторы |
Автомобильная промышленность | Сварочные наконечники, втулки, подшипники |
Архитектура | Декоративные фасады, панели, лепка |
Медицина | Электроды, ГРИНы, имплантаты, хирургические инструменты |
Некоторые конкретные примеры продукции включают:
Электроника: Токопроводящие дорожки, провода, антенны, батареи, датчики
Автомобили: Корпуса светильников, быстроразъемные фитинги, резьбовые вставки
Аэрокосмическая промышленность: Кронштейны, компоненты управления крутящим моментом, радиоаппаратура
Потребительские товары: Пуговицы, застежки, молнии, декоративные детали
Оборудование: Шестерни, замки, пружины, крепежные детали, такие как гайки и болты
Использование свойств меди в 3D-печати позволяет создавать инновационные геометрии, невозможные при использовании субтрактивных методов, что повышает функциональность и эффективность.
Технические характеристики металлического медного порошка для 3D-печати
Производители 3D-принтеров характеризуют медный порошок по таким параметрам, как:
Технические характеристики медного порошка для 3D-печати
Параметр | Типовой диапазон технических характеристик |
---|---|
Форма порошка | Преимущественно сферические |
Диапазон размеров | 15-45 мкм |
Минимальная кажущаяся плотность | 3,5 г/см3 |
Типичная толщина слоя | 20-100 микрон |
Расход | >=25 секунд для 50 г |
Остаточный кислород | 0,3% макс. |
Другие важные измерения порошка:
- Плотность отвода: После отстаивания колеблется в пределах 4-4,5 г/см3
- Расход воздуха в зале: Время прохождения 50 г порошка через отверстие воронки
- Коэффициент Хаузнера: Плотность ленты, деленная на кажущуюся плотность, указывает на текучесть
Узкое распределение обеспечивает плотное и равномерное распределение порошка во время печати. Низкое содержание кислорода предотвращает избыток оксидов, препятствующих сцеплению слоев.
Цены, поставщики и сравнение цен на металлический медный порошок
Стоимость медного порошка колеблется в зависимости от рыночных цен, состава, количества и местонахождения источника:
Сравнение стоимости медного порошка
Тип | Средний ценовой диапазон | Основные поставщики |
---|---|---|
Чистая медь | $50-80 за кг | AP&C, Sandvik Osprey, Carpenter Additive |
бронза Cu-10Sn | $55-90 за кг | Гранулы ECKA, BASF Additive Mfg, LPW Technology |
сплав CuNi10 | $65-105 за кг | Linde, Arconic Components, Praxair |
Покупка высокочистых сортов у сертифицированных производителей металлических порошков гарантирует надежное качество. Зарубежные поставщики предлагают более дешевые варианты, но могут не обладать достаточным постоянством.
При сравнении материалов для медных порошков для печати следует учитывать:
Плюсы и минусы различных медных порошков
Тип | Плюсы | Cons |
---|---|---|
Чистая медь | Высочайшие тепловые/электрические характеристики<br>Самая низкая стоимость | Мягкие детали, подверженные износу<br>Риск расслаивания |
Сплав меди с бронзой | Более прочные компоненты<br>Лучшее разрешение мелких деталей | Более тяжелые компоненты<br>Низкая проводимость |
Медно-никелевые | Сбалансированная прочность и электропроводность <br>Контролируемое трение/износ | Не является биологически совместимым<br>Более сложная обработка |
В итогеЧистая медь подходит для электроники, обладая высокой проводимостью и пластичностью при низкой стоимости, в то время как сплавы лучше отвечают механическим требованиям, обеспечивая более высокую прочность и твердость.
Параметры печати, пороговые значения и рекомендации
Выбор оптимальных настроек печати - ключевой момент для успешного использования медного порошка:
Настройки профиля печати для медного порошка
Параметр | Типовой диапазон | Рекомендации |
---|---|---|
Толщина слоя | 20-100 микрон | Более тонкие слои улучшают межслойное соединение |
Мощность лазера (для SLM) | 100-500 W | Более высокая плотность и смачиваемость при повышенной мощности |
Скорость сканирования | 100-500 мм/с | Более высокая скорость снижает тепловыделение и остаточное напряжение |
Размер балки | 20-100 микрон | Диаметр лазера близок к толщине слоя |
Вспомогательные структуры | Деревоподобные | Предотвратите деформацию и устраните ее с помощью постобработки |
Защитный газ | Аргон или азот | Предотвращение окисления во время сборки |
Нагрев плиты | 50-250°C | Радиатор после осаждения, если охлаждение происходит слишком быстро |
Снятие стресса | Отжиг 1-3 часа при 400°C | Снижение остаточных напряжений, способствующее сохранению целостности слоя |
Горячее изостатическое прессование | 1000-10000 фунтов на квадратный дюйм при 500-950°C | Повышение плотности за счет разрушения пустот |
Обработка поверхности | Обработка, механическая обработка, шлифовка, полировка и т.д. | Сглаживает шероховатость поверхности |
Мониторинг размера и температуры бассейна расплава помогает калибровать параметры лазера в режиме реального времени. Соотнесите потребляемую энергию с областью печати, чтобы добиться хорошего сплавления без избыточного нагрева.
Для высококачественных деталейКлючевое значение имеет терморегулирование, а также снижение остаточных напряжений с помощью стратегических циклов нагрева/охлаждения во время печати, а также термообработки после изготовления. Используйте стандартные методы металлообработки/обработки для отделки медных печатных компонентов.
Промышленные стандарты для 3D-печати с использованием металлических порошков
Организации по стандартизации в области аддитивного производства металлов
Организация | Соответствующие стандарты по металлическому АМ |
---|---|
ASTM International | F3049, F2971, F3184, F3301 и т.д. для поддающихся сплавов, технологических требований, качества |
Международная организация по стандартизации (ISO) | ISO/ASTM 52915, 52921, охватывающие проектирование, процессы, испытания |
SAE International | AMS7001A Спецификации материалов и процессов в аэрокосмической промышленности |
Американское общество инженеров-механиков (ASME) | Коды сварки BPVC, раздел IX |
Национальный институт стандартов и технологий (NIST) | Эталонные данные о медных порошках и наука об измерениях |
Международная электротехническая комиссия (МЭК) | IEC 62890 бенчмаркинг производительности процесса плавки металлического порошка |
Они обмениваются передовым опытом и количественно определяют повторяющиеся критерии эффективности, чтобы квалифицировать детали для конечного использования.
Для аэрокосмические и авиационные компонентыКроме того, необходимо соблюдать дополнительные стандарты CAA и FAA. Автомобильная промышленность Детали также ссылаются на спецификации UL, A2LA, NADCAP.
В медицинских приборахДля обеспечения биосовместимости и безопасности пациентов перед коммерциализацией обязательно соблюдение требований FDA и CE.
В целом, стандарты синхронизируют развитие технологий в отрасли аддитивного производства металлов.
![Медный порошок для 3D-печати 11 Медный порошок для 3d-печати](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/AlSi50.jpg)
Вопросы и ответы
В: Как выбрать подходящий медный сплав для моего применения?
О: В большинстве изделий особое внимание уделяется либо прочности, твердости и износостойкости, либо тепло-/электропроводности. Соответствующая настройка легирующих элементов, таких как олово или никель, позволяет оптимизировать свойства.
В: Требует ли медный порошок защиты инертным газом при печати?
О: Да, нагрев медного порошка до высоких температур приводит к поверхностному окислению, в результате которого теряются легирующие элементы. Экранирование аргоном или азотом предотвращает чрезмерную потерю материала.
Вопрос: Что вызывает растрескивание между слоями при 3d-печати меди?
О: Разница в скорости охлаждения и усадка сплава могут вызвать напряжения, приводящие к образованию межслойных трещин. Улучшенный тепловой контроль во время сборки и термическая обработка для снятия напряжений после обработки позволяют уменьшить эти дефекты.
Вопрос: Почему моя медная деталь, напечатанная методом 3d, имеет плохую поверхность и текстуру?
О: Недостаточное расплавление частиц порошка из-за низкой мощности лазера приводит к появлению пористых неровных текстур, требующих тщательной финишной обработки. Калибровка печати, достаточное перекрытие слоев и более высокая плотность энергии улучшают качество поверхности.
Вопрос: Является ли прямая печать на металле с использованием медного порошка очень дорогой?
О: Да, стоимость системы принтера, превышающая $100 000, плюс рекурсивные закупки металлического порошка делают его непомерно дорогим для небольших производств. Однако стоимость одной детали значительно снижается при серийном производстве благодаря отсутствию требований к оснастке.
Поделиться
Facebook
Twitter
LinkedIn
WhatsApp
Электронная почта
MET3DP Technology Co., LTD - ведущий поставщик решений для аддитивного производства со штаб-квартирой в Циндао, Китай. Наша компания специализируется на производстве оборудования для 3D-печати и высокопроизводительных металлических порошков для промышленного применения.
Сделайте запрос, чтобы получить лучшую цену и индивидуальное решение для вашего бизнеса!
Похожие статьи
О компании Met3DP
Воспроизвести видео
Последние обновления
Наш продукт
CONTACT US
Есть вопросы? Отправьте нам сообщение прямо сейчас! После получения Вашего сообщения мы всей командой выполним Ваш запрос.
Получите информацию о Metal3DP
Брошюра о продукции
Получить последние продукты и прайс-лист
![металлический 3dp логотип малый](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/metal-3dp-logo-small.png)
Металлические порошки для 3D-печати и аддитивного производства
КОМПАНИЯ
ПРОДУКТ
ИНФОРМАЦИЯ О КОНТАКТЕ
- Город Циндао, Шаньдун, Китай
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731