探秘通快(TRUMPF)激光應(yīng)用中心，解讀綠光3D打印技術(shù)及3D打印銅制件

2020年7月份，通快在TCT 亞洲展上展出了最新的銅和貴金屬3D打印機(jī)——TruPrint 1000 綠光版，引起了業(yè)界的極大關(guān)注，這款全球獨(dú)一無(wú)二的綠光 3D 打印設(shè)備，能提供更加穩(wěn)定、高效的純銅、銅合金和貴金屬加工技術(shù)，服務(wù)增材制造。

然而，對(duì)于綠光3D打印技術(shù)以及應(yīng)用點(diǎn)，仍然有很多感興趣的熊友存在疑惑，這一次南極熊就帶您一起走進(jìn)通快(TRUMPF)的激光應(yīng)用中心，讓通快(TRUMPF)的工程師現(xiàn)場(chǎng)為您講解。

△解密通快(TRUMPF)激光應(yīng)用中心，解析綠光3D打印技術(shù)及應(yīng)用（通快拍攝）

△通快(TRUMPF)位于江蘇太倉(cāng)的激光金屬熔化增材制造實(shí)驗(yàn)室

這次我們邀請(qǐng)到了一位在 3D 打印領(lǐng)域鉆研多年的應(yīng)用專(zhuān)家——通快亞太區(qū)增材制造中心李忠輪經(jīng)理，請(qǐng)他作為首席解說(shuō)官來(lái)答疑解惑。

在通快(TRUMPF)增材制造實(shí)驗(yàn)室，安裝了四臺(tái)3D打印設(shè)備，其中有兩臺(tái)TruPrint 3000，一臺(tái)TruPrint 1000雙激光版，以及剛剛問(wèn)世的TruPrint 1000綠光版本。

另外，還安裝了通快自有的拆包站和篩粉機(jī)，以及合作伙伴嘉興拓博生產(chǎn)的工業(yè)防爆吸塵機(jī)兩臺(tái)、篩粉機(jī)三臺(tái)。

本次要重點(diǎn)介紹的就是這臺(tái)TruPrint 1000綠光版，眾所周知，金屬3D打印機(jī)主要由激光器、光路傳輸單元、控制系統(tǒng)等幾部分組成，激光器是核心部件，直接決定了金屬3D打印零部件的質(zhì)量，目前國(guó)內(nèi)外的金屬3D打印設(shè)備主要采用波長(zhǎng)為1064納米的紅外光光纖激光器，而通快TruPrint 1000綠光版使用的是波長(zhǎng)為515納米的綠光激光器TruDisk 1020。

由于銅的導(dǎo)熱性和反射率非常高，這使得銅金屬特備是純銅難以通過(guò)常規(guī)3D打印有效成型，銅在室溫下對(duì)近紅外光的吸收率僅為5%，這意味著加工窗口十分的窄，很難找到完美的參數(shù)，加工效率也非常慢，制件無(wú)論是力學(xué)性能還是導(dǎo)電率都受到很大的限制。另外，95%的能量反射對(duì)于設(shè)備本身的傷害也是巨大的，銅對(duì)綠色激光的吸收率很高，接近40%，足足是近紅外激光的8倍，好的吸收率意味著比較寬的加工窗口，制件力學(xué)性能和電導(dǎo)率都大大提升，反射率的減少可以使得加工過(guò)程更加穩(wěn)定而且高效。

銅金屬3D打印技術(shù)主要被應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域，然而這些領(lǐng)域的高門(mén)檻讓很多從事金屬3D打印服務(wù)的企業(yè)都望而卻步。

其實(shí)，對(duì)于銅3D打印來(lái)說(shuō)，還有很多民用行業(yè)的應(yīng)用，剛好可以發(fā)揮銅的特性和3D打印的靈活性，李忠輪經(jīng)理為我們列舉了多個(gè)案例。

熱交換器

一體式3D打印熱交換器通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，不再需要裝配和焊接，而是一體化加工。3D打印的熱交換器比其他方式制造的熱交換器更輕更高效。

電感應(yīng)器

一般來(lái)說(shuō)，電感應(yīng)器中的電感線圈，需要經(jīng)過(guò)若干機(jī)械制造工序，線圈通過(guò)手動(dòng)彎曲和焊接達(dá)到想要的形狀，這非?？简?yàn)工人的手工和經(jīng)驗(yàn)，每個(gè)焊點(diǎn)都會(huì)改變電流，并導(dǎo)致性能顯著下降。此外，電感線圈的性能還受幾何形狀的限制，傳統(tǒng)制造工藝通常只能實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單的形狀，而3D打印可以讓電感線圈更緊湊、更復(fù)雜，從而實(shí)現(xiàn)更高的效率。3D打印電感應(yīng)器的使用壽命，與傳統(tǒng)制造相比得到了顯著提升，能夠減少電感應(yīng)器的更換頻率，節(jié)省成本。

以賀利氏公司生產(chǎn)的鉻鎬銅粉末為例，使用通快TruPrint 1000綠光版加工之后的幾個(gè)關(guān)鍵力學(xué)性能。其中，相對(duì)致密度可以達(dá)到99.5%以上，樣件經(jīng)過(guò)熱處理后，90度方向的拉伸強(qiáng)度可以達(dá)到470兆帕，延展率達(dá)到26%，室溫環(huán)境下電導(dǎo)率為81%。

然而，通過(guò)常規(guī)紅外激光所加工出來(lái)的鉻鎬銅工件，拉伸強(qiáng)度為380兆帕，延展率為15%，導(dǎo)電率為75%。

這是奧地利m4p公司生產(chǎn)的T1級(jí)純銅，使用TruPrint 1000綠光版打印完以后的幾個(gè)性能指標(biāo)，其中電導(dǎo)率可以達(dá)到100%的國(guó)際退火銅標(biāo)準(zhǔn)，致密度達(dá)到99.5%以上，從打印參數(shù)可以看出，485瓦的激光功率，可以對(duì)應(yīng)到600mm/s的振鏡掃描速度，體現(xiàn)出非常高的加工效率。

最后，李忠輪經(jīng)理表示：通快(TRUMPF)歡迎對(duì)綠光3D打印技術(shù)感興趣的朋友，到江蘇太倉(cāng)通快中國(guó)增材制造實(shí)驗(yàn)室參觀與交流，一起開(kāi)發(fā)最適合您的工藝方案。并邀請(qǐng)全國(guó)各地3D打印優(yōu)質(zhì)粉末供應(yīng)商聯(lián)系通快（中國(guó)），一起合作為客戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

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白皮書(shū)：采用綠色激光 3D 打印應(yīng)用的加工參數(shù)分析

高反射和高導(dǎo)電率材料的 3D 打印在密度、導(dǎo)電率或表面粗糙度方面給用戶(hù)帶來(lái)特殊挑戰(zhàn)。詳細(xì)了解關(guān)于純銅和 CuCr1Zr 合金樣本的加工參數(shù)研究和分析。立即訂閱通快電子郵件新聞，免費(fèi)下載白皮書(shū)。深入了解該工藝及其成果，您可隨時(shí)取消訂閱通快電子郵件新聞。

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