銅是一種具有良好導電、導熱性的金屬，而且它的可鍛性和延展性也較好，同時還有抗腐蝕，甚至殺死細菌和病毒等能力。銅可用來生產(chǎn)導線、銅管、冷板、圓盤、歧管、散熱器、熱交換器、匯流條等，被廣泛地應用于電氣、機械制造、航空航天、國防軍工等領(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率和導熱性較低的銅合金。而在增材制造中，純銅材料的應用雖然起步較晚，但近年來已呈現(xiàn)出快速發(fā)展的趨勢，特別是在國防軍工領(lǐng)域上銅的增材制造應用不斷取得重要進展，更促進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（來源3D科學谷《銅金屬3D打印白皮書》）
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）的純銅制件力學性能和電導率都大大提升，反射率的減少可以使得加工過程更加穩(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)巧妙避開了純銅打印過程中的高導熱、高反射問題，通過先打印生坯，然后再經(jīng)過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。有望為下一代導熱、導電零部件的制造帶來更多樣化的解決方案。
PEP技術(shù)制造銅的優(yōu)勢
▲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)成形工藝簡單，無需激光器件，具有低溫成型、高溫成性的特性。可解決如銅類高反射金屬對激光波段吸收率低，解決同時具備精細復雜幾何結(jié)構(gòu)和高性能純銅制造加工問題；打印材料制備方便，對原始粉末的球形度和流動性沒有嚴格要求，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，面對復雜多變的國內(nèi)外宏觀經(jīng)濟形勢和發(fā)展環(huán)境，我國銅加工產(chǎn)業(yè)積極推進轉(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，我國銅產(chǎn)業(yè)加工能力不斷提升，應用領(lǐng)域不斷擴大，國產(chǎn)化水平不斷提高，整個行業(yè)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的良好態(tài)勢。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)更為復雜的零件，不僅提高了產(chǎn)品的精度，還可以實現(xiàn)定制化生產(chǎn)。這些優(yōu)勢使得純銅增材制造在各行各業(yè)都有廣泛的應用前景。
▲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一步地提升。隨著我國銅加工制造業(yè)的不斷升級，以及應用市場需求的高要求，升華將憑借著技術(shù)和工藝優(yōu)勢，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。為我國銅產(chǎn)業(yè)加工實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展貢獻應有的力量。
