1.Pengenalan Teknologi Percetakan 3D Tembaga
Peleburan Laser Terpilih (SLM), Peleburan Rasuk Elektron Terpilih (SEBM), Jet Pelekat (BJ), dan Pensinteran Laser Terpilih (SLS) ialah beberapa proses pembuatan aditif popular yang kebanyakannya digunakan dalam percetakan 3D tembaga.
Slender Laser Melting (SLM) Menggunakan laser sebagai sumber haba, teknologi SLM-kaedah pembuatan bahan tambahan peleburan katil serbuk (PBF)-membolehkan struktur tiga dimensi dibina melalui peleburan lapisan demi lapisan serbuk logam. Teknik SLM boleh mencapai kesan cetakan berketumpatan tinggi dan ketepatan yang hebat dalam percetakan 3D tembaga. Kecekapan lebur yang rendah terhasil daripada kesukaran tenaga laser diserap dengan cekap oleh serbuk kuprum disebabkan oleh pantulan hebat tembaga terhadap laser inframerah. Penyelidik telah mencipta sumber haba pengganti termasuk laser hijau atau pancaran elektron untuk menyelesaikan isu ini untuk meningkatkan gred metalurgi tembaga dan kecekapan percetakan.
Walaupun ia menggunakan rasuk elektron sebagai sumber haba, teknologi Peleburan Rasuk Elektron Terpilih (SEBM) menyerupai SLM. lebih sesuai untuk pencetakan 3D tembaga ialah rasuk elektron kerana ia mempunyai pemantulan yang lebih rendah terhadap tembaga dan kapasiti penembusan yang lebih baik. Tetapan vakum yang tinggi membolehkan teknologi SEBM dijalankan untuk meminimumkan pengoksidaan bahan dengan menggunakan lebih kuasa untuk menjamin frekuensi pemprosesan yang lebih baik. Untuk percetakan 3D bahan pemantulan tinggi seperti tembaga, SEBM adalah pilihan terbaik.
Teknologi Adhesive Jet (BJ) ialah teknik pembuatan bahan tambahan berasaskan katil serbuk di mana komponen logam akhir diperoleh dengan mencantumkan zarah serbuk terlebih dahulu dengan menyembur pelekat dan seterusnya mengeluarkan pelekat dengan pensinteran atau pirolisis. Dengan kos yang agak rendah dan pembuatan cepat komponen tembaga dengan bentuk yang rumit, teknologi BJ boleh dicapai Tetapi kerana pelekat, bahagian tembaga cetakan BJ mungkin mempunyai ketumpatan dan kekuatan yang agak kurang daripada yang dicetak oleh SLM dan SEBM.
Teknik Pensinteran Laser Terpilih (SLS) berfungsi sama dengan BJ cuma bahan yang digunakan adalah gabungan termasuk beberapa polimer takat lebur rendah. Walaupun kuprum tulen mungkin tidak mempunyai kesan cetakan sebaik SLM dan SEBM, teknologi SLS boleh mencapai pencetakan 3D bahan aloi tembaga.
2. aplikasi dan cabaran percetakan 3D tembaga
Teknologi percetakan 3D Copper mempunyai kemungkinan besar untuk digunakan dalam beberapa sfera. Dalam bidang elektronik dan kejuruteraan elektrik, gegelung tembaga bercetak 3D boleh, sebagai contoh, meningkatkan gandingan haba belitan, mengurangkan kehilangan dan meningkatkan prestasi motor elektrik. Memenuhi suhu tinggi dan kriteria kekuatan tinggi, komponen tembaga bercetak 3D boleh digunakan dalam industri aeroangkasa untuk mengeluarkan radiator dan penukar haba, antara komponen pemindahan haba. Selain itu, digunakan secara meluas dalam domain termasuk penjagaan kesihatan dan automotif ialah teknologi percetakan 3D tembaga.
Namun, tembaga percetakan 3D mempunyai kesukaran tertentu juga. Pertama sekali, pemantulan kuprum yang hebat dan kekonduksian terma yang unggul menyukarkan sumber haba seperti laser atau pancaran elektron untuk mencairkan serbuk kuprum dengan cekap, oleh itu mengurangkan kecekapan pencetakan dan kawalan kualiti metalurgi yang mencabar. Kedua, kemuluran tembaga yang hebat menjadikan kerja-kerja pasca pemprosesan termasuk penyingkiran serbuk lebih kompleks. Tambahan pula mengehadkan penggunaan tembaga cetakan 3D dalam beberapa sektor adalah kosnya yang agak mahal.
3. Keaslian dan Kemajuan Teknologi Percetakan 3D Tembaga
Penyelidik sentiasa melihat teknologi dan pendekatan baru untuk menangani kesukaran dengan percetakan 3D tembaga. Kadar penyerapan laser dan keamatan kuprum boleh dinaikkan, contohnya, dengan mengaloi atau memperkenalkan zarah heterogen. Penambahan nanopartikel lanthanum hexaboride (LaB6) telah membolehkan pencetakan 3D bagi tembaga berkekuatan tinggi dan sangat konduktif dengan usaha gabungan termasuk tujuh universiti, termasuk Universiti Queensland. Kuprum tulen yang diperkukuh ini bukan sahaja mempunyai kualiti mekanikal yang hebat tetapi juga mengekalkan kekonduksian yang baik dan kestabilan terma, sekali gus menawarkan konsep segar untuk percetakan 3D tembaga.
Tambahan pula, penggunaan sumber laser baharu termasuk laser hijau, cahaya biru dan lampu merah telah memberikan prospek segar cetakan 3D tembaga terima kasih kepada evolusi teknologi laser. Tembaga boleh membantu sumber laser ini diserap dengan lebih baik, sekali gus meningkatkan kualiti metalurgi dan kecekapan percetakan. Serentak dengan perkembangan teknologi penyediaan serbuk dan pasca rawatan baharu ini, kemajuan teknologi percetakan 3D tembaga digalakkan oleh mereka.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-in-orthopaedic-implant.html