直接成形壁厚≤0.15mm复杂精密构件,镭明激光铜合金3D打印如何重塑高端制造

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       导读:在航空航天、新能源、高端电子等前沿领域,铜及铜合金以其出色的导热性、导电性和机械性能,成为关键部件制造不可或缺的核心材料。然而,其高反射率与高导热特性也使3D打印工艺面临严峻挑战,影响规模化应用。面对这一行业共性难题,镭明激光依托技术优势及多年的经验积累,构建起针对铜及铜合金的系统化3D打印解决方案,在保证材料性能的基础上,实现长期稳定成形,为产业化应用奠定坚实基础。
      2025年,镭明激光推出精细结构打印方案,可直接成形壁厚≤0.15mm复杂精密构件,打印成品表面粗糙度≤Ra 3.2μm,打印精度在±0.05mm以内。


结合此工艺方案,依托LiM-X260E绿激光设备,成功实现纯铜材质的精细结构打印:

·稳定成形内部孔径≤240μm,杆径≤230μm的细密多孔结构;


·成功打印内部壁厚≤0.13mm的纯铜格栅试件及壁厚仅0.2mm薄壁,间隙仅0.15mm纯铜薄片试件。


       这也为复杂内流道、高密度散热阵列等设计成形提供了坚实支撑。2024年,镭明激光就推出了绿激光增材制造解决方案,成功实现纯铜等高反金属3D打印成形,打印构件材料性能表现卓越。经检测,纯铜试验件退火后导电率为94.4% IACS,25℃环境下导热系数为368 W/m·K,500℃环境下导热系数为341 W/m·K,孔隙率控制在0.14%以下,兼具结构稳定性与耐磨抗变形能力。


      结合此前针对铜合金特性构建起的专属扫描策略与工艺参数体系,实现纯铜及铜合金稳定成形,相关技术成果可适配航空航天发动机部件、热交换器、冷却器、水冷模具、电子元器件、管道配件等应用领域,为各行业精密化、高效化升级赋能。

场景落地

    在航空航天领域,LiM-X260E一体成形纯铜(T2)推力室,相比传统工艺大大简化推力室制造过程,可有效降低后续组装成本、缩短研发周期。纯铜的高导热性可快速分散热应力,降低热裂纹风险,尤其适配瞬态工况需求。


        针对空天零部件在极端条件下服役的特殊需求,镭明激光集成激光选区熔化与激光熔覆技术,成功打印高性能复杂结构航空发动机推力室零件。使用LiM-X260E设备制备具有复杂内流道及薄壁结构的铜合金(CuCrZr)芯体,后利用激光熔覆技术对外表面添加高温合金(GH4169)熔覆层,达到表面改性目的,实现铜合金和高温合金的功能结构一体化梯度增材制造,最终成品兼具高导热与高强度性能。


         在热管理领域,受限于机械加工工艺,传统散热盘多设计为简单几何结构(如直线鳍片、平面基板),需多组件焊接组装,导致热阻增加、散热性能受限,无法满足日益复杂的使用需求。因此,增材制造正成为高端散热器件的首选技术,而铜及铜合金是其核心载体。
      LiM-X400直接成形内部具有复杂通道的铜合金散热盘,通过对内部结构进行拓扑优化,去除冗余材料,有效减少界面热阻,提升散热性能;在保证强度和耐压力的同时,重量也大幅减轻;设计更自由,可根据热源分布调整导热路径实现定向散热,无需开模简化制造工序,尤其适合小批量定制,缩短研发周期。


LiM-X260E打印的纯铜散热翅片结构表面光滑,翅片厚度0.5mm-1mm渐变设计,比表面积大,结合纯铜的优异导热性能,能够快速将热量从热源传递到翅片表面,散热性能优异。


铬锆铜CuZrCr电极板支架,具有复杂的内部流道,3D打印一体成形,保证高散热效率,降低组装需求,缩短整体生产周期。


        更具突破意义的是,镭明激光首次将SLM技术拓展至精密乐器制造领域,成功打印黄铜(H85)材质乐器部件气缸。铜具有高反特性、锌熔点低,铜锌合金打印过程中易升华、成形难度大,使用LiM-X260A设备成形,最终成品表面质量良好,性能优异。这不仅验证了我司对多元铜合金体系的广泛适配能力,也为高附加值消费领域开辟新的应用窗口。

设备赋能
镭明激光自主研发的LiM-X系列金属3D打印设备凭借全链条技术优势,构建起稳定可靠的针对铜及铜合金成形的设备保障体系。


       铜,曾是人类文明的第一种金属;如今,在智能制造时代,它正以全新形态回归高端制造的核心舞台。 镭明激光作为金属3D打印行业先进企业,致力于用成熟稳定的打印设备与完善优质的加工服务,推动金属3D打印走向产业化、精密化、高性能化,助力全球金属3D打印行业进入新的发展阶段。特别是纯铜及铜合金的打印应用,为航空航天、能源动力、汽车制造、模具制造、消费电子等领域带来全新的优质解决方案。


关键词:铜合金3D打印

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