由于銅合金具有優(yōu)異的導熱性和導電性、耐腐蝕性和優(yōu)秀的機械強度，使其成為生產(chǎn)高價值部件（如熱交換器、電連接器和復(fù)雜模具）的關(guān)鍵材料，銅的3D打印一直來備受用戶及本行業(yè)的技術(shù)開發(fā)商所關(guān)注。

近年來，隨著銅3D打印方案的逐漸成熟，航空航天、汽車和高性能工業(yè)領(lǐng)域的用戶對其需求強勁，銅合金粉末市場也在加速擴張。

按類型劃分，3D打印銅材料包含多種，如純銅、CuCrZr、CuSn合金等。純銅在這些材料中具有更高的導熱性，但其在采用紅外激光打印時高反也更強烈。

來自鉑力特

根據(jù)筆者與知名航空航天服務(wù)商工程師的交流，用戶當前打印更多的其實是CuCrZr，采用紅外激光打印該成分的銅合金，可以得到致密化的高性能產(chǎn)品。

而且，筆者觀察多個頭部3D打印設(shè)備商品牌，在日常的技術(shù)曝光中，突出CuCrZr的比例也要高于純銅。這固然有紅外激光打印純銅很困難的因素，但從側(cè)面可以看出市場對具體材料的需求情況。

這就要重點介紹一下CuCrZr到底是一種怎樣的材料。

它以銅為基體，添加少量鉻（0.5–1.2 wt%）和鋯（0.03–0.30 wt%），這些微量元素對合金的性能起到重要作用。與純銅相比，添加鉻增強了材料的高溫穩(wěn)定性，而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很小。

最終使得該材料具有優(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。而且，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。

這些特性是普通銅合金無法比擬的，同時也使其在3D打印銅粉市場中占據(jù)了更大的市場份額。

?? 航空航天領(lǐng)域應(yīng)用

在該領(lǐng)域，CuCrZr合金主要用于制造火箭發(fā)動機的燃燒室腔體、推力室、喉部等部件。

該領(lǐng)域的案例非常多，例如美國知名航空航天3D打印服務(wù)商Sintavia就采用AMCM的M4K-4打印機，以銅合金為材料3D打印了一個推力室組件。這個巨大的部件將三個獨立的零件組合成一個整體，整個打印作業(yè)耗時10天，縮短了生產(chǎn)時間和成本，并最大限度地減少了后處理工序。

在國內(nèi)，希禾增材推出的XH-M660G，打印高度1.3米，配備四束綠激光，具有強大的純銅及銅合金高效打印能力。筆者觀察到，該公司展示了大量大尺寸銅合金的打印案例。其中一款高990mm的發(fā)動機燃燒室，采用該設(shè)備打印時間為15天，表現(xiàn)出裝備在長時間運行中的穩(wěn)定性。

?? 電子產(chǎn)業(yè)

AI算力的極致需求，以及當前電子器件越來越小型化、高功率化的發(fā)展，對散熱的需求越來越高，這也是純銅及CuCrZr發(fā)揮價值的空間。

市場調(diào)研公司Dataintelo出具的報告顯示，臺積電、三星和英特爾已經(jīng)建立了專注于原型制造熱優(yōu)化封裝設(shè)計的內(nèi)部增材制造團隊。隨著全球數(shù)據(jù)中心的快速擴展，對3D打印銅材料散熱解決方案的需求將呈指數(shù)級增長。

鉑力特3D打印的銅材料案例

?? 汽車工業(yè)領(lǐng)域

汽車行業(yè)對CuCrZr的需求因新能源汽車的持續(xù)發(fā)展而得到應(yīng)用增長。該材料能夠用于制造新能源汽車電機的散熱組件、復(fù)雜冷卻流道冷板、電器連接器等。3D打印的復(fù)雜結(jié)構(gòu)可以直接集成到電池模塊外殼、電池單元熱界面和電力電子組件中。

筆者查詢到一份調(diào)研報告指出，特斯拉、大眾和寶馬已經(jīng)啟動從專業(yè)供應(yīng)商處采購3D打印銅材料熱端部件的項目。

隨著電動汽車市場持續(xù)發(fā)展且競爭激烈，也伴隨3D打印技術(shù)使用成本的降低，3D打印在汽車上廣泛應(yīng)用只是時間問題。

這些需求是清晰明了的，所以當前的3D打印設(shè)備商、材料商，均在積極布局。

例如，鉑力特在今年三月透露其銅合金3D打印零件已交付超十萬件；華曙高科推出了基于光束整形的高效銅合金3D打印以及超精細銅合金3D打印解決方案；倍豐智能推出了高質(zhì)量的純銅、CuCrZr粉末以及紅外激光銅3D打印解決方案；漢邦激光、協(xié)同高科等也展示了相關(guān)應(yīng)用技術(shù)與案例。

至于希禾增材、大族聚維，則在綠激光打印銅材料方面表現(xiàn)出優(yōu)勢，金石三維也在今年推出了綠激光打印方案。

就綠光3D打印銅方案的進一步觀察發(fā)現(xiàn)，目前沒有推出該方案的設(shè)備商反而成了少數(shù)。可即便如此，多數(shù)品牌對紅光打印銅方案的“固守”并未改變，這與制造成本直接相關(guān)。

材料端的發(fā)展同樣值得關(guān)注。多家頭部3D打印材料品牌均推出了多類型的銅粉，不僅僅優(yōu)化了粉末成分，而且均已經(jīng)在提升產(chǎn)能。

來自金屬3D打印粉末-PowderSight

根據(jù)PowderSight的統(tǒng)計，3D打印銅粉的價格目前在常用材料中屬于更高的水平。筆者認為，銅尤其是CuCrZr，正在成為繼鈦合金之后的又一高價值金屬。

注：本文由3D打印技術(shù)參考創(chuàng)作，未經(jīng)授權(quán)，謝絕轉(zhuǎn)載。