数分で銅部品を製造–ドロテクイッター

2018年5月16日

技術的な課題のため、銅は以前は3D印刷にはあまり適していませんでした。新しいプロセスの開発は、今それを変える可能性があります。

オリジナルのコインや装飾品から今日の電子機器製造まで、銅は長寿命で非腐食性のテクスチャーを備えているだけでなく、人気のある素材であり続けています。また、最高の電力導体の1つであり、建物のほとんどの電気配線や電気モーターの巻線の中心になっています。あまり知られていないのは、昆虫やウイルスから保護する抗菌特性であり、これは銅を医療用に認定するものでもあります。

上記のさまざまな用途にもかかわらず、銅はますます重要になる分野である3D印刷では成功していません。これは、レーザー溶接による通常の3D印刷プロセスの手順によるものです。このプロセスでは、コンピューター制御のガイダンスの下で金属粉末が一緒に溶けます。

銅に必要な新技術
ただし、銅の場合、このプロセスは困難です。従来の赤外線ファイバーレーザーに衝突するときの高い反射率は、エネルギーの吸収を防ぎ、それによって溶融プロセスを防ぎます。さらに、銅の熱伝導率は最後の溶融浴から熱を放散するため、プロセスの効率が低下します。銅を処理できる方法はすでにありますが、それでも非常に高価であるため、広く使用されていません。これらには、フラウンホーファー研究所によって開発された電子ビーム溶解または緑色レーザービーム溶解が含まれます。

粒子の超音速分離
銅部品の積層造形に熱溶接に依存しない方法の1つは、オーストラリアのSpee3dの超音速3D蒸着(SP3D)技術です。印刷プロセスは、ここではロケットノズルによって実行されます。ロケットノズルは、粒子を3倍の超音速に加速し、6軸ロボットアームにぶら下がっているキャリア材料に付着します。粒子の運動エネルギーにより、金属は非常に密度の高い物体に融合します。その冶金学的特性は、固体材料の約80-95%です。 25〜35ミクロンの金属粒子の塗布は、印刷プログラムが理想的と見なす順序で、ほぼ層状の堆積で行われます。速度は20〜100 g /分です。

デザイン機能
壁の厚さには設計上の制限が適用されます。壁の厚さは6mm以上である必要があります。さらに、薄い穴や空洞をプリンタで実装するのは困難です。そのため、マシンの後処理は、多くの場合、実装が安価で高速です。他の添加剤プロセスと同様に、SP3Dでもサポート材料を使用せずに最大45°の傾斜が可能です。

CADデータ転送(STLまたはステップ)は、印刷プログラムに読み込まれ、その後印刷プロセスに変換されることによって行われます。ちなみに、このプログラムは印刷される要素をシミュレートするため、完成品が最後にどのように見えるかをほぼ100%の精度で確認できます。

銅はアルミニウムや他の材料と簡単に組み合わせることができるため、アプリケーションの可能性は多様です。これにより、エンジン部品から電気自動車や自動運転車の高性能ヒートシンクまで、自動車分野などの幅広い用途に適しています。 (Qui)

記事:Dorothee Quitter
https://www.konstruktionspraxis.vogel.de/kupferteile-in-wenigen-minuten-fertigen-a-710428/