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3D打印技術(shù)參考注意到，倍豐智能近日公布了其開發(fā)的一種先進銅合金粉末——CuCrZr（銅鉻鋯）。它們將這款產(chǎn)品定位為解決高端制造領(lǐng)域的高效熱管理與能量傳輸問題，實際上此類銅合金在火箭發(fā)動機制造中也有大量需求。
我們首先介紹CuCrZr的特點。
這是一種銅基沉淀硬化合金，與純銅相比，添加鉻顯著提高了其機械性能。同時，鋯的存在有效抑制了鉻沉淀相的生長，進一步強化了合金，但鋯對合金的導電性影響卻甚微。
CuCrZr具有優(yōu)秀的耐熱性和強度，使其能夠在高溫環(huán)境下保持完整性和穩(wěn)定性，能夠制造暴露于極端溫度環(huán)境的航空航天發(fā)動機噴嘴等部件。該合金對高溫氣體引起的氧化、腐蝕和沖蝕也有優(yōu)異的抵抗力，使其在腐蝕性環(huán)境中得到廣泛應(yīng)用。
此外，CuCrZr合金的導電性和導熱性也很高，非常適合用于制造電子元件和散熱器。
倍豐所強調(diào)的這款材料重點在于制粉工藝的特殊性，以及材料的高性能。
首先在制粉方面，他們所自研的GHA工藝同時解決了傳統(tǒng)制粉工藝中容易出現(xiàn)的Cr元素偏析與Zr元素易燒損的問題。
經(jīng)3D打印技術(shù)參考查詢，GHA工藝為“氣體熱霧化”技術(shù)，能在瞬時達到3000℃，生產(chǎn)出的粉末具有超高球形度、幾乎沒有空心粉和衛(wèi)星粉，純度也極高，這為純銅高質(zhì)量打印帶來幫助。
倍豐表示，該制粉工藝確保了各元素在粉末中分布均勻，有效降低了成分偏析，這對打印的最終產(chǎn)品性能穩(wěn)定性至關(guān)重要。
該公司強調(diào)的另一個要點是該CuCrZr粉末在打印之后的性能表現(xiàn)。力學數(shù)據(jù)顯示，打印件的致密度在99.9%以上，抗拉強度540Mpa，屈服強度450Mpa，斷后延伸率為15%。
倍豐指出，這一性能組合使其適用于需要高抗壓和抗疲勞的領(lǐng)域；由3D打印制造的CuCrZr復雜零件，能夠在極端工業(yè)場景下長期穩(wěn)定服役。
另一個需要關(guān)注的點是該材料的導熱率，其打印件導熱率能夠穩(wěn)定在320-350 W/(m·K) 之間，因此能夠高效應(yīng)對高密度熱負荷的散熱需求。
雖然銅合金的導熱率不及純銅，但并非意味著前者并沒有用于散熱，而實際上用量也極大。在TCT亞洲展上，倍豐展示了由CuCrZr粉末打印的多款散熱產(chǎn)品，并表示其應(yīng)用于熱交換器和感應(yīng)線圈等需要高效能力傳輸?shù)膱鼍啊?/p>
最后一個引起筆者關(guān)注的要點是，倍豐在樣品展示圖中標注了高斯光與環(huán)形光的打印效果。這意味著該公司已經(jīng)在使用光束整形技術(shù)開展相關(guān)探索，公布時間也指日可待。
關(guān)于環(huán)形光是否在打印高反射金屬方面具有優(yōu)勢的研究目前很少，筆者也未查詢到很明確的信息。但CuCrZr的紅外激光3D打印似乎并沒有純銅那樣難，更何況如今廠商大多宣稱已克服該問題。
此外，筆者還注意到國外知名企業(yè)Aconity3D GmbH，為為Leap71 3D打印了多款CuCrZr的發(fā)動機，它所采用打印機搭載的就包含具有光束整形能力的AFX激光器。
你覺得，如果純銅3D打印成本較高，CuCrZr會更為流行嗎？
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