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銅及銅合金是一類有重要應(yīng)用的關(guān)鍵材料，由于具有優(yōu)良的導(dǎo)熱、導(dǎo)電、延展、耐腐蝕等特性，在航空航天、武器裝備某些應(yīng)用場(chǎng)合是必選材料。在增材制造中，銅材料的應(yīng)用雖然起步較晚，但近年來(lái)已呈現(xiàn)出快速發(fā)展的趨勢(shì)，特別是在國(guó)防軍工領(lǐng)域上銅合金增材制造應(yīng)用不斷取得重要進(jìn)展，更促進(jìn)了銅材料增材制造的發(fā)展。有研究報(bào)告稱，在2019年-2027年期間，全球銅增材制造市場(chǎng)將以51%的年復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，全球的銅需求量到2030年將達(dá)到每年2510萬(wàn)噸。

銅（CU）作為一種韌性金屬，因其優(yōu)異的延展性、高導(dǎo)電性以及僅次于銀的導(dǎo)熱率水平，被廣泛地應(yīng)用于電氣、機(jī)械制造、航空航天、國(guó)防軍工等領(lǐng)域。但同時(shí)也由于銅導(dǎo)熱性和反射性高的屬性，純銅和銅金屬的增材制造應(yīng)用仍存在一些挑戰(zhàn)，例如：使選區(qū)激光熔化技術(shù)（SLM）在進(jìn)行銅合金零件增材制造時(shí)銅金屬在激光熔化的過(guò)程吸收率低，激光難以持續(xù)熔化銅金屬粉末，從而導(dǎo)致成形效率低，冶金質(zhì)量難以控制。另外，銅的高延展性給去除多余粉末這樣的后處理工作也增加了難度。銅材料增材制造應(yīng)用雖然充滿挑戰(zhàn)，但仍然是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)，下面將詳細(xì)給大家介紹升華三維純銅3D打印工藝。

間接金屬3D打印

升華三維是通過(guò)金屬·陶瓷間接3D打印技術(shù)——粉末擠出打印技術(shù)（Powder Extrusion printing，PEP），以間接3D打印的方式打印出純銅部件的。其工藝流程為：

1、根據(jù)打印需求，調(diào)配好純銅打印材料配方；

2、把純銅打印材料配方放入升華三維3D打印機(jī)中逐層快速打印出預(yù)設(shè)的模型生胚；

3、然后把打印好的模型生胚批量放入脫脂爐中加熱脫脂，去掉高分子粘結(jié)劑；

4、脫脂后再放入燒結(jié)爐中燒結(jié)，燒掉剩余的粘結(jié)劑，得到最終的致密化純銅零件。

基于PEP技術(shù)，升華三維進(jìn)行純銅3D打印時(shí)，由于不需要高能激光束，可以巧妙的避開(kāi)純銅打印過(guò)程中的高導(dǎo)熱率、高反射率的問(wèn)題，可以先打印生坯，然后再經(jīng)過(guò)脫脂、燒結(jié)，得到純銅零件。相應(yīng)的，在打印過(guò)程中，對(duì)其純銅打印材料配方和脫脂燒結(jié)的工藝要求也高，而純銅顆粒料UPGM-CU則是升華三維為了適配于純銅3D打印而開(kāi)發(fā)出來(lái)的打印材料，能滿足不同銅零件打印需求。

純銅顆粒料UPGM-CU的產(chǎn)品性能數(shù)據(jù)如下所示：

1、生胚密度（g/cm3）：＞5.1

2、打印溫度（℃）：160-200

3、收縮系數(shù)：1.170-1.175

4、材料形狀：顆粒料

5、燒結(jié)密度（g/cm3）：＞8.75

6、相對(duì)密度（%）：＞97

最后，隨著升華三維材料配方、設(shè)備性能、打印及燒結(jié)工藝的進(jìn)一步改善，純銅顆粒料UPGM-CU的產(chǎn)品性能還有更進(jìn)一步的提升空間。