以前,不可能使用红外激光熔化用于复杂3D打印部件的铜。 新的AM系统完全融化了纯铜粉。使用3D打印机创建形状复杂的塑料零件不再是一个具有挑战性的过程,而是一项日常技术。但是,当材料是纯铜时,这种情况就大不相同了:到目前为止,使用红外激光无法完全熔化这种低熔点金属以逐层创建复杂的组件。 但是现在,位于德国德累斯顿的弗劳恩霍夫材料与束技术研究所(IWS)现在正在使用一种新型的增材制造系统,该系统使用短波绿色发射激光器对金属进行几乎无缺陷的处理。 IWS表示,这种功能可以实现以前纯铜无法实现的新生产方法。因此,可以实现用于航空航天和汽车工业的由纯铜和铜合金制成的复杂部件,并且可以提高电动机和热交换器的效率。 弗劳恩霍夫IWS现在可以设计和制造具有优异电导率和导热率的纯铜组件。这些组件可实现例如功率电子设备中更高效的电动机和创新的散热器。 此外,可以想到在线圈和电感器生产中的应用。增材制造的铜组件特别适合于安装空间小,效率高和高性能的紧凑型设备。例如,可以制造出用于未来电力电子设备的更高效,更紧凑的散热器,以及用于卫星中的电气驱动,空间推进系统中的冷却系统以及许多其他部件的特定单个线圈。 复杂的铜零件可以逐层制造。稀有能力 新的激光束熔化系统在萨克森州是独一无二的-德国只有很少的同类系统。该系统代替了具有1064 nm波长的红外光,而是使用了具有515nm波长的高能绿光的圆盘激光器。 IWS的研究助理监督该项目的Samira Gruber表示:“先前的实验反复表明,高达500瓦的红外激光束的效率不足以完全融化铜。” 所使用的能量中只有30%到达铜材料–其余的能量被金属反射。最大功率为500瓦的新型绿色激光器提供了不同的解决方案:此处,铜粉吸收了70%以上使用的能量并完全熔化,从而使其可用于增材制造。 由于铜的导热性和电性非常好,因此,如果这种金属也可以在增材制造系统中进行处理,则将构成重大改进。Fraunhofer IWS增材制造部门负责人Elena Lopez说:“纯铜和铜合金制成的部件在航空航天,电子和汽车工业中,例如在电力驱动器或热交换器中起着重要作用。” 英博士 IWS AM部门经理Elena Lopez。增材制造的铜零件由于具有更高的体积比导电性而优于许多铝解决方案。在需要小型设计和高性能的地方,这尤其有趣。” 今天,许多铜零件已经可以加工,锻造或铸造。但是,增材制造工艺的实施开辟了生产高度复杂几何形状的新选择,而这在常规制造中根本不可能实现。 AM研究人员齐聚萨克森 新的Fraunhofer IWS设备是通过“智能生产和材料”性能中心实现的。该中心是开姆尼茨工业大学,德累斯顿工业大学,弗劳恩霍夫研究所IWS,ENAS,IWU和IKTS的联盟,它们都在研究工业4.0的创新制造技术和材料。 配备有绿色激光的Trumpf TruPrint1000激光加工机现在位于德累斯顿增材制造中心(AMCD)。来自德累斯顿工业大学的IWS工程师和科学家在该中心就增材制造的许多进一步开拓性技术进行了合作。 |