מדוע נחושת AM קשה - וכיצד אנו פותרים זאת
נחושת טהורה מציגה שני אתגרי AM ידועים-: רפלקטיביות גבוהה באורכי גל אינפרא אדום ומוליכות תרמית גבוהה מאוד. השילוב גורם לספיגת אנרגיה נמוכה ולפיזור חום מהיר, מה שעלול להוביל לנקבוביות ואיחוי לא שלם במערכות לייזר סיבים- קונבנציונליות.
הפתרונות שלנו:
לייזר ירוק (515 ננומטר):
ספיגת נחושת גבוהה יותר, המאפשרת צפיפות יחסית של יותר מ- או שווה ל-99.5% (בדרך כלל 99.7-99.9%) ומוליכות של 95-98% IACS במצב שלאחר-עיבוד.
ספריות פרמטרים מאומתות:
הספק לייזר 190–500 ואט, מהירויות סריקה 500–1250 מ"מ/שניה, עובי שכבה 15–60 מיקרומטר - מותאם על אמות מידה פנימיות מיושרות עם הנחיית היתוך מיטה של אבקת ASTM F3301-.
יכולת ריבוי-תהליכים:
נחושת LPBF (יירוק-לייזר SLM/DMLS) ופלטפורמות הזרקת קלסר, מותאמות ליישום.
תהליכי ייצור
בחירת שיטת AM הנחושת הנכונה תלויה בנפח, בדרישות הדיוק וביישום:
|
תַהֲלִיך |
הטוב ביותר עבור |
מאפיינים מרכזיים |
|
לייזר אבקת פיוז'ן (LPBF / SLM) |
חלקים קטנים-עד-בינוניים-בדיוק גבוה |
הרזולוציה העדינה ביותר, ±0.1 מ"מ טיפוסית, אידיאלית עבור ערוצים פנימיים מורכבים |
|
סילון קלסר (BJT) |
ייצור בינוני-עד-גבוה-ערוצים פנימיים מורכבים |
עלות נמוכה יותר לכל חלק בקנה מידה; דורש שלבי דה-bind ו-sinter |
|
השקעת אנרגיה מכוונת (DED) |
תיקון חלקים ורכיבים גדולים |
שיעור שיקוע גבוה; הטוב ביותר לתיקון או חיפוי של מכלולים-בערך גבוה |
הַמלָצָה:עבור יישומים הנשלטים על ידי ערוצים פנימיים מורכבים - סלילי אינדוקציה, מחליפי חום קומפקטיים, רכיבי RF - LPBF או הזרקת קלסר (בהתאם לנפח) הם בדרך כלל ההתאמה הטובה ביותר.
מאפיינים חומריים
|
נֶכֶס |
נחושת טהורה (מודפס תלת מימד, מותאם) |
נחושת בריליום (BeCu) |
פליז (אופייני) |
|
מוליכות חשמלית (% IACS) |
95–98% |
15–45% |
26–28% |
|
מוליכות תרמית (W/m·K) |
~390 |
~105–230 |
~109–121 |
|
חוזק מתיחה (MPa) |
200–260 (HIP + חישול) |
410–1380 |
310–550 |
|
צפיפות (g/cm³) |
8.9 |
8.3 |
8.4–8.7 |
|
יתרון מפתח |
מוליכות גבוהה ביותר |
חוזק גבוה |
עלות ויכולת עיבוד |
כמו-נחושת טהורה מודפסת יכולה להיות חזקה יותר (~300-350 MPa) אך פחות מוליכה ופחות רקיעה; הטווחים לעיל מתארים את מצב האספקה המומלץ HIP + חישול.
עיבוד-פוסט
עיבוד שלאחר-הכרחי כדי לממש את הביצועים של חלקי AM נחושת:
לחיצה איזוסטטית חמה (HIP):
סוגר מיקרופורוזיות שיורית; משפר את חיי הצפיפות והעייפות עם השפעה זניחה על המוליכות. מומלץ ליישומים קריטיים.
רִכּוּך:
משחרר מתח שיורי, משחזר את המשיכות ומשפר מוליכות חשמלית. 400-600 מעלות אופיינית, אטמוספירה-מבוקרת.
סינטר ואקום (BJT בלבד):
משיג צפיפות מלאה ומוליכות IACS יעד לאחר שחיקה של קלסר.
מימן / אינרטי-חישול אטמוספירה:
מקל על מתח שיורי ומשפר את המשיכות, מפחית את הסיכון לסדקים במהלך רכיבה תרמית.
עיבוד CNC מדויק:
מהדק סובלנות ומשפר את איכות פני השטח בתכונות ההזדווגות.
טיפול פני השטח:
ציפוי כסף להפחתת-אובדן השפעת העור בתדרים גבוהים; ניקל ללא חשמל לעמידות בפני קורוזיה בסביבות קירור- קשות של מים.
אזורי יישום מרכזיים
|
בַּקָשָׁה |
היתרון של Copper AM |
|
סלילי אינדוקציה |
תעלות קירור קונפורמיות משולבות, ללא חיבורים מולחמים פנימיים, ~2× חיי שירות ארוכים יותר (אופייני) |
|
מחליפי חום |
TPMS / ערוצי סריג, שטח העברת חום- גדול ב-30-60% לעומת עיצובים קונבנציונליים |
|
מובילי גל RF / מיקרוגל |
גיאומטריות פנימיות מורכבות מפחיתות את אובדן האות; משמש במערכות לווין ומכ"ם |
|
אבות טיפוס מפותלים |
אימות מהיר של מבני קירור מתקדמים עבור מנועים-בעלי יעילות גבוהה יותר |
|
מגעים חשמליים |
התנגדות נמוכה עבור יישומי מיתוג זרם- גבוהים |
|
חלקים רפואיים ותעשייתיים |
רכיבים מותאמים אישית לא-מגנטיים, עם-מוליכות גבוהה |
יכולות טכניות
דיוק מידות:±0.1 מ"מ על מאפיינים אופייניים
עובי דופן מינימלי:0.4–0.5 מ"מ
גודל תכונה מינימלי:0.3-0.5 מ"מ
מעטפת בנייה מקסימלית:עד 500 × 500 × 400 מ"מ (תלוי בתהליך- ובפלטפורמה-)
טוהר החומר:גדול או שווה ל-99.9% Cu (תואם ASTM B152)
שאלות נפוצות
תגיות פופולריות: ייצור תוספי נחושת, יצרנים, ספקים, מפעלים, ייצור תוספי נחושת בסין
