华曙高科以速度、精度和规模推动铜合金3D打印技术发展

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      铜合金长期以来一直是增材制造领域最受追捧却又最难加工的材料之一。其卓越的热学和电学性能使其在航空航天、电子和先进能源系统中不可或缺,但其对近红外激光的高反射率历来导致缺陷、工艺不稳定和规模化生产受限。中国3D打印机制造商华曙高科(Farsoon Technologies)正通过多管齐下的方法来应对这一难题:优化光束参数、提升激光光斑精度,并部署能够实现生产级输出的大幅面系统。该公司推出的光束优化策略针对的是以高反射率著称的CuCrZr合金,通过使用80微米的层厚,实现了高达42 cm³/h的构建速率,同时通过阿基米德法测量,零件密度达到了99.5%。通过拓宽并稳定工艺窗口,华曙高科使得在不牺牲一致性的前提下处理大幅面部件变得更加可行。

微米级精度:当细节成为差异化关键

      在精度方面,FS273M平台结合了55微米的激光光斑、20微米的层厚以及0-25微米范围内的细粉,实现了低至0.2毫米的特征分辨率。这使得能够直接制造出0.2毫米的超薄散热鳍片、0.3毫米的TPMS多孔结构以及窄至0.18毫米的薄壁特征,所有这些都在一次构建中完成,无需二次加工。在此分辨率下,材料性能依然出色。CuCrZr的密度高达8.88 g/cm³,纯铜的热导率高达388 W/(m·K),硬度高达100 HV。这种精细几何结构与强大功能输出的结合,使得该平台特别适用于电子热管理、精密工装以及对形态和功能都有严苛要求的紧凑型高性能设备。

FS273M平台。图片由华曙高科提供

FS273M平台。图片由华曙高科提供

从实验室到现场:能源应用中的实际验证

      工业可信度需要的不仅仅是基准数据。2025年,一家领先的先进能源研究机构部署了华曙高科的FS621M-Cu系统,在苛刻的精度和性能规范下制造CuCrZr电极板。该项目为尺寸保真度和材料行为设定了极高的标准,满足这些标准标志着铜合金增材制造从受控环境迈向高风险生产的一个重要里程碑。在系统层面,FS621M-Cu运行四台1060-1080 nm的1000瓦掺镱光纤激光器,在长时间的构建过程和复杂的大型零件几何结构中保持工艺稳定性。目前多台设备已在全球部署,反映出业界对该平台生产就绪度的信心日益增强。

铜合金。图片来源:华曙高科

铜合金。图片来源:华曙高科

一场驯服铜合金挑战的竞赛

      在增材制造领域,铜一直是一个矛盾体,其优势恰恰使其加工异常困难。解决其限制已成为工业金属增材制造领域决定性的技术挑战之一,目前多方正从不同角度着手应对。在TCT Asia 2025上,易加三维展示了使用红光激光技术制造的米级铜合金部件,其中在EP-M1250设备上生产的CuCrZr叶轮达到了99.97%的密度,同时保持了材料优异的热性能。该公司将红光激光波长定位为解决铜合金对红外吸收率低所导致的未完全熔化、孔隙和层间结合不一致等历史性问题的方案。

      此外,尼康SLM Solutions为NASA的GRCop-42铜合金开发了新的工艺参数,预配置用于NXG XII 600等大幅面系统,在单激光和多激光重叠区域均实现了99.97%的密度和一致的性能。这些努力都围绕同一个工业现实展开:铜合金的性能无可替代,而解决其加工挑战的制造商将定义下一代热管理、能源和航空航天部件。华曙高科的FS621M-Cu系统凭借其日益增长的全球装机量,使该公司成为这场竞赛中的重要竞争者。

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