NASA采用全新 3D 打印銅合金，用于生產(chǎn)火箭推進(jìn)部件

來源：江蘇激光聯(lián)盟

航空航天領(lǐng)域的增材制造服務(wù)提供商Sintavia開發(fā)了一種新的銅合金專有 3D 打印工藝。航空航天領(lǐng)域的增材制造服務(wù)提供商Sintavia開發(fā)了一種新的銅合金專有 3D 打印工藝。

該技術(shù)專為GRCop-42 開發(fā)，這是一種 NASA 開發(fā)的銅合金，用于火箭推進(jìn)部件的 3D 打印，該技術(shù)包括一組專有的 3D 打印參數(shù)和一個(gè)新穎的熱處理后處理步驟。該公司正在為包括耐火合金在內(nèi)的許多其他航空級(jí)材料制定內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)。作為一家公司，我們具有獨(dú)特的優(yōu)勢，能夠以具有成本效益且具有出色機(jī)械性能的方式釋放難以打印的材料的潛力。

在 EOS M400-4 3D 打印機(jī)上 3D 打印的銅部件正在NASA經(jīng)歷測試。銅以其出色的導(dǎo)熱性而聞名，使其成為許多傳熱應(yīng)用的首選材料，例如熱交換器、管道以及發(fā)動(dòng)機(jī)和電子設(shè)備的散熱器。這種金屬還具有延展性和導(dǎo)電性的特點(diǎn)，非常適合拉成電線和其他電氣連接。

在航空航天領(lǐng)域，銅的特性非常適合用于生產(chǎn)液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒裝置。特別是 GRCop-42，它是由阿拉巴馬州的NASA 馬歇爾太空飛行中心(MSFC) 和俄亥俄州的NASA 格倫研究中心(GRC) 創(chuàng)建的。這種高強(qiáng)度、高導(dǎo)電性合金專為高熱通量航空航天應(yīng)用而設(shè)計(jì)，例如 3D 打印燃燒室襯里和燃料噴射器面板。

2018 年，NASA 團(tuán)隊(duì)使用 GRCop-42 進(jìn)行了一系列 3D 打印和熱火測試，證明了該材料在GE Concept Laser M2 系統(tǒng)上的可加工性。與 NASA 不同，Sintavia 的 GRCop-42 參數(shù)集是在EOS M400-4 3D 打印機(jī)上開發(fā)的，據(jù)報(bào)道，該組件的密度極高，至少為 99.94%。該技術(shù)還能夠提供 28.3 ksi 的最小拉伸強(qiáng)度、52.7 ksi 的最小極限屈服強(qiáng)度和 32.4% 的最小伸長率。


作為獎(jiǎng)勵(lì)，專有工藝還消除了在后處理階段進(jìn)行熱等靜壓的需要，這一步驟通常用于增加多孔部件的密度（和強(qiáng)度）。最初的 NASA 方法無法省略這一步。因此，由于更簡化的端到端工作流程，Sintavia 工藝?yán)碚撋蠎?yīng)進(jìn)一步減少由 GRCop-42 制成的 3D 打印部件的時(shí)間和成本。能夠在 GRCop-42 上達(dá)到這些性能水平，這是一種非常難于增材制造的金屬，進(jìn)一步鞏固了 Sintavia 作為在航空航天、國防領(lǐng)域應(yīng)用 AM 的全球領(lǐng)導(dǎo)者的地位。和航天工業(yè)?！?br />

△在美國宇航局馬歇爾太空飛行中心對(duì) 3D 打印噴嘴進(jìn)行熱火測試。

隨著材料科學(xué)的不斷創(chuàng)新，3D 打印銅的選擇越來越多，而不僅僅是粉末床融合技術(shù)。今年早些時(shí)候，3D 打印機(jī) OEM Desktop Metal 推出了自己的純銅粉 DM Cu，用于該公司的粘合劑噴射 3D 打印技術(shù)。該產(chǎn)品使DM P2500 3D 打印機(jī)的用戶能夠在車間 3D 打印 99.9% 的純銅組件。

在其他地方，復(fù)合材料和金屬 3D 打印機(jī)供應(yīng)商Markforged也發(fā)布了一種純銅材料選項(xiàng)，用于其Metal X FFF 3D 打印機(jī)。燈絲將銅零件生產(chǎn)帶到桌面，Markforged 的汽車客戶稱零件交貨時(shí)間縮短了12倍，零件成本降低了 6 倍。