3D печат с мед – запознаващо с технологиите

Медта е една от най -новите и обещаващи области на метален 3D печат за всичко – от електродвигатели до радиатори.

По -рано 3D печатът с мед беше предизвикателство поради отразяващата способност на метала и високата топлопроводимост, но напредъкът в принтерите и материалите до голяма степен отговори на тези ранни предизвикателства. Днес медно задвижваните системи с 3D печат изпращат ракети в космоса, медни радиатори с 3D печат поддържат процесорите хладни, а 3D печатните медни намотки повишават производителността на електродвигателя.

Защо 3D печат с мед?

Медта винаги е била изключително полезен метал поради способността си да провежда топлина и електричество, да устои на корозия и дори да убива бактерии и вируси. Търсенето на сложни медни части нараства, тъй като 3D печатът отваря още повече приложения и възможности за този метал.

3D печатът (известен също като производство на добавки) позволява производството на изключително сложни форми, фини детайли, вътрешни структури и решетъчни пълнежи, които не са възможни при друг вид производство на метал. Тези характеристики намаляват теглото, увеличават ефективността и намаляват времето за производство и сглобяване, тъй като многокомпонентните възли могат да бъдат 3D отпечатани като едно цяло.

3D печатът също така позволява по -ефективно производство на този сравнително скъп метал, като намалява отпадъците, тъй като използва само необходимото количество материал за всяка част. За компаниите, които се интересуват от 3D меден печат, намаляването на разходите за суровини е от решаващо значение.

Ако вече произвеждате медни части по поръчка, може да сте в състояние драстично да намалите производствените разходи, като същевременно оптимизирате работата на частите с 3D печат.

Прочетете, за да научите повече за технологиите и 3D принтерите, които дават възможност на инженерите, производителите и дизайнерите да преосмислят какво е възможно с медта.

Въпреки че няма много 3D принтери, които могат да печатат с мед, все още има доста голямо разнообразие в технологията за печат и цената.

FDM принтерите, използващи напълнена с мед пластмасова нишка, могат да произвеждат медни бижута, декоративни елементи и други части, които са почти 100% мед. Докато за по -напреднало производство, 3D принтерите, които използват меден прах, пръти или медна и полимерна каша, произвеждат промишлени части с отлични механични и проводими свойства, които могат да отговарят на международните стандарти, като IACS (Международен стандарт за отгрята мед).

Нека разгледаме видовете принтери днес, които могат да боравят с мед.

Copper Powder Bed Fusion 3D Printers

Прахът за синтез на прахово легло е един от най -популярните методи за 3D печат на метал и няколко производители на машини наскоро въведоха мед в списъка си с възможности за материали. Тъй като медта е силно отразяваща, обработката на праха с помощта на лазери представлява пречка пред производителите. Тази технология и материалите обаче са еволюирали, за да посрещнат предизвикателството.

Производителят на 3D принтери Trumpf например разработи индустриален зелен лазер, който дава възможност за 3D печат на материали, като мед, медни сплави и благородни метали, които са трудни за обработка с инфрачервени дължини на вълните.

Две технологии за прах с метален 3D печат, DMLS (директно метално лазерно синтероване) и EBM (топене на електронен лъч), работят чрез разпръскване на тънък слой меден прах върху платформа в принтера. Прахът се нагрява, докато лазерите или електронните лъчи проследяват първия слой на детайла. Тъй като частиците в слоя се сливат, платформата се спуска леко в камерата за изграждане със свеж прах, нанесен отгоре, и процесът се повтаря. Част от медния прах, останал от процеса, може да бъде рециклиран за използване при следващия печат.

3D принтери с технология прахово легло с медна

Марка	Принтер	Материал	Цена (приблизително )
EOS	M 290	Cu	$225,000
EOS	AMCM M 290 DUAL FDR	CuCP, CuCrZr	$225,000
EOS	EOS M 400	CuCrZr	$200,000
GE	Arcam EBM Q10plus	Cu	$100,000
Trumpf	TruPrint 1000 Green Edition	Cu, CuCrZr	$170,000
Xact Metal	XM200C	CuAlFe, CuCrZr	$125,000

Copper Binder Jet 3D Printers

Медният прах, свързан с течен свързващ агент, след това спечен в пещ, е метод за 3D печат, известен като струйно свързващо вещество, и той произвежда части без нужда от подложка. Струйното свързване е процес без топлина, при който свързващ слой се напръсква между всеки слой метал; свързващото вещество по -късно се отстранява в процеса на синтероване.

Струйното свързване е популярен метод за адитивно производство на големи обеми метални части.

3D принтери със свързваща струя с мед

Copper-Enabled Binder Jet 3D Printers

Brand	Printer	Materials	Price (приблизително )
Digital Metal	DM P2500	Cu	$275,000
ExOne	X1 160 Pro	Cu	$150,000
ExOne	X1 25 Pro	Cu	$100,000
ExOne	Innovent+ Pro	Cu	$250,000
ExOne	M-Flex	Cu	$500,000+

Copper FDM and Bound Metal Deposition 3D Printers

Най -икономичният подход към медни части за 3D печат е с машини, които екструдират нишки. Металната нишка за отпечатване на метални части се състои от пластмасова основа с метални частици, равномерно вложени в нея. Медната нажежаема жичка за медни части е уникален тип композитна нишка, която може да даде здрави, химически устойчиви и почти твърди метални части, когато се използва правилно.

Почти всеки принтер за моделиране на стопяемо отлагане (FDM) може да отпечатва почти твърди метални части с медна прахово напълнена полимерна нишка. В момента една от опция на пазара е от производителя на нишки The Virtual Foundry . Компанията казва, че нейната медна нишка се отпечатва на всеки 3D принтер с нажежаема жичка с втвърдена дюза и горещ край, който може да достигне 225ºC. Частите обаче не са точно метални от печатащото легло и изискват допълнителни стъпки след отпечатване, за да се стопи полимерното свързващо вещество и да остави само метала след себе си.

Други видове медни нишки имат достатъчно истински медни частици вътре, за да бъдат полирани и имат металоподобно тегло, но те са предназначени за декоративни цели.

Една компания от Чили, с името Copper3D, произвежда напълнена с мед нишка, която не произвежда метални части, а вместо това такива, които имат антибактериални и антимикробни свойства на медта. Според компанията, NASA дори тества нишката за използване при „междупланетно микробно замърсяване“.

Освен основните принтери FDM, други два, които екструдират нишки, също предлагат мед, но те използват свои собствени материали. Desktop Metal използва свързана метална нишка, докато Markforged използва подобен метален прах, който е свързан в пластмасова матрица. Принтерите от тези производители произвеждат твърди метални части, предназначени за промишлена употреба, като машинни инструменти, индукционни намотки, радиатори и функционални прототипи.

Медни FDM 3D принтери

Copper-Enabled FDM 3D Printers

Brand	Printer	Material	Price (приблизително )
Desktop Metal	Studio System	Cu	$160,000
Markforged	Metal X	Cu	$99,500

Copper Cold Spray and DED 3D Printers

Въпреки че тези два метода за метален 3D печат обикновено не се групират заедно, ние ги комбинираме тук поради общото им приложение за покриване на метални части с друг метал и изграждане на метални части с метален прах слой по слой.

Directed energy deposition (DED)/директно отлагане на енергия/ е система, разработена от базираната в New Mexico- Optomec, за създаване, подобряване и ремонт на метални компоненти. Подобно на SLS, в DED мощните лазери изграждат 3D структури слой по слой, произвеждайки части с висока плътност и здравина, идеални за механични приложения. През 2019 г. Optomec разработи нов DED процес за мед за производство на топлообменници за използване в космическата, химическата обработка и други промишлени приложения.

WarpSpee3D на Spee3D е уникален за своя процес, като използва свръхзвуково 3D отлагане за производство на части от редица метални прахови суровини, включително мед и алуминий.

Cold spray /студеният спрей/ е технология за производство на добавки, която инжектира метален прах в газ със свръхзвуков поток под налягане. Вместо да стопява метала, студеният спрей свързва метала в процес, наречен пластична деформация. Компании като Spee3D използват технология за студено пръскане, за да нанесат антимикробно медно покритие върху врати, парапети и плочи за докосване, предназначени за употреба в болници, училища и други обществени места.

Студеният спрей е и най -бързият метод за 3D печат на метали. Spee3D отпечатва 17,9 кг аерокосмическа ракета с дюзи (на снимката по -долу) от чиста мед върху WarpSpee3D за около три часа на цена от само 716 долара, казват от компанията. Такива части обикновено се изработват от твърда кована мед в процес, който отнема седмици и струва десетки хиляди долари.

Един недостатък на DED и Cold spray е, че те са ограничени при производството на сложни геометрии.

3D принтери за мед – Cold spray и DED

Марка	Принтер	Материал	Цена (приблизително )
Spee3D	WarpSpee3D	Cu	$160 000
Optomec	LENS AM системи	Cu	$ 200 000+

Фотополимеризация

Металният DLP 3D печат е подобен на 3D печат със смола, тъй като използва UV светлина, проектирана върху фоточувствителна суспензия, за да я втвърди слой по слой. Вместо смола, металните DLP принтери използват течен полимер, напълнен с метален прах и малко количество свързващо вещество. След като частите бъдат отпечатани, те трябва да преминат през още стъпки преди крайните метални части да са готови за използване. Металният DLP 3D печат е ценен заради фините си детайли.

Базираната в California стартираща компания Holo наскоро завърши съоръжение, където планира да отпечатва 3D части от чиста мед на собствените си 3D принтери, които не се продават. Holo ще се фокусира върху 3D отпечатани решения за охлаждане на мед за високопроизводителни компютри, електрически превозни средства, RF антени и топлообменници.

Admatec, нидерландски производител на 3D принтери, предлага принтери, които също използват медна смола за производство на много детайлни медни части.

Марка	Принтер	Материал	Цена (приблизително )
HoloAM	PureForm	Cu	Само услуга за печат
Admatec	Admaflex 130	Cu	$150,000

Ние от „3МГ Бонев“ ЕООД, като фирма партньор на официалния представител за Балканския полуостров, предлагаме някой от посочените в тази статия производителите / това са марките Markforged и EOS/- както за областта, така и за цялата страната. Не се колебайте да се свържете с нас и да ни попитате за повече информация.