Copper AM が難しい理由 - とその解決方法

純銅には、赤外線波長での高い反射率と非常に高い熱伝導率という 2 つのよく知られた AM の課題があります。-この組み合わせにより、エネルギー吸収が低くなり、熱が急速に放散されるため、従来のファイバーレーザーシステムでは多孔性や不完全な融合が発生する可能性があります。{2}}

緑色レーザー (515 nm):

銅の吸収が高く、処理後の状態で 99.5% 以上 (通常 99.7 ～ 99.9%) の相対密度と 95 ～ 98% IACS の導電率が可能になります。-。

検証済みパラメータライブラリ:

レーザー出力 190 ～ 500 W、スキャン速度 500 ～ 1250 mm/秒、層厚 15 ～ 60 μm - は、ASTM F3301 粉末床溶融ガイダンスに準拠した内部ベンチマークで認定されています。-。

マルチプロセス機能:

用途に合わせた銅製 LPBF (グリーンレーザー SLM/DMLS) とバインダージェッティングプラットフォーム。{0}

製造工程

適切な銅線 AM 方式の選択は、量、精度要件、およびアプリケーションによって異なります。

プロセス	最適な用途	主な特徴
レーザー粉末床融合 (LPBF / SLM)	高-精度の小型-～-部品	最高解像度、代表値 ±0.1 mm、複雑な内部チャネルに最適
バインダージェッティング(BJT)	中規模から-規模の-生産、複雑な内部チャネル	大規模化すると部品あたりのコストが削減されます。脱脂と焼結のステップが必要
指向性エネルギー堆積 (DED)	大型部品やコンポーネントの修理	高い堆積速度。価値の高いアセンブリの修理や被覆に最適です-

おすすめ：複雑な内部チャネル - 誘導コイル、小型熱交換器、RF コンポーネント - が大半を占めるアプリケーションには、通常、LPBF またはバインダージェッティング (容量に応じて) が最適です。

-印刷された純銅は強度が高くなりますが（約 300 ～ 350 MPa）、導電性と延性が低くなります。上記の範囲は、推奨される HIP + アニール後の出荷条件を示しています。

銅製 AM 部品のパフォーマンスを実現するには、後処理が不可欠です。-

熱間静水圧プレス (HIP):

残留微小孔を閉じます。導電率への影響はほとんどなく、密度と疲労寿命が向上します。クリティカルなアプリケーションに推奨されます。

アニーリング：

残留応力を緩和し、延性を回復し、導電性を向上させます。通常 400～600 度、雰囲気制御-。

真空焼結 (BJT のみ):

バインダーが燃え尽きた後、完全な密度と目標の IACS 導電率を達成します。

水素/不活性-雰囲気アニーリング:

残留応力を軽減し延性を向上させ、熱サイクル中の亀裂のリスクを軽減します。

精密CNC加工：

公差を厳しくし、嵌合フィーチャーの表面品質を向上させます。

表面処理:

高周波における表皮効果損失を軽減する銀メッキ-。過酷な冷却水環境での耐食性を高める無電解ニッケル。-

応用	銅線 AM の利点
誘導コイル	統合されたコンフォーマル冷却チャネル、内部ろう付け接合部なし、最大 2 倍長い耐用年数 (標準)
熱交換器	TPMS / 格子チャネル、従来の設計と比較して熱伝達面積が 30 ～ 60% 拡大-
RF / マイクロ波導波管	複雑な内部形状により信号損失が軽減されます。衛星およびレーダーシステムで使用される
モーター巻線の試作	高効率モーター向けの高度な冷却構造の迅速な検証{0}}
電気接点	大電流スイッチング用途向けの低抵抗-
医療・産業部品	非磁性、高導電性のカスタムコンポーネント--