純銅及銅合金由于極好的導電、導熱、耐腐蝕性及韌性等特點(diǎn)，被廣泛應用于電力、散熱、管道、裝飾等領(lǐng)域，有的銅合金材料因具有良好的導電、導熱性和較高強度，被廣泛應用于制造電子、航空、航天發(fā)(fā)動(dòng)機燃燒室部件。但是隨著(zhù)應用端對于復雜結構零部件的需求增多，傳統(tǒng)加工工藝已逐漸無(wú)法滿(mǎn)足全部需求。

金屬3D打印技術(shù)能夠制造復雜的功能集成零部件，這一優(yōu)(yōu)勢在銅金屬制造領(lǐng)域也同樣能夠得到體現，比如說(shuō)在銅電感線(xiàn)圈制造領(lǐng)域，金屬3D打印技術(shù)就可以用于替代傳統(tǒng)制造工藝，直接制造復雜電感線(xiàn)圈, 避免對于組裝的需求和因焊接帶來(lái)的不足。關(guān)于銅的3D打印技術(shù)呈現出越來(lái)越經(jīng)濟多樣的發(fā)(fā)展態(tài)(tài)勢，Markforged推出了其金屬X打印機適用的最新材料-銅，本期進(jìn)一步來(lái)了解Markforged解決方案的幾大特點(diǎn)。

經(jīng)濟便利的銅3D打印。來(lái)源：Markforged

更輕松更快捷

Markforged推出了其金屬X打印機適用的銅打印解決方案使得3D打印純銅變得非常簡(jiǎn)單，借助Markforged Metal X系統(tǒng)，用戶(hù)可以輕松制造具有高導電率和導熱率的復雜零件，而這些零件以前是昂貴、費時(shí)或無(wú)法制造的。

Markforged銅材料含大于99.8％的純銅，具有出色的導熱性和導電性以及高延展性?？稍諦枰獙嶧驅щ姷牡胤絞褂肕arkforged銅，替代傳統(tǒng)制造工藝太昂貴或無(wú)法實(shí)現復雜形狀的挑戰(zhàn)。

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Markforged推出的銅材料帶來(lái)的打印的便利性如下：

一個(gè)平臺

使用Markforged銅材料進(jìn)行3D打印與其他材料打印是一樣的過(guò)程，在Metal X系統(tǒng)上使用現有的硬件和軟件系統(tǒng)進(jìn)行打印工作。在基于云的切片軟件Eiger的材料下拉菜單中選擇“銅”，然后立即開(kāi)始打印，目前在Metal X上切換材料大約需要10分鐘。

易于打印

Metal X利用熔絲制造（FFF）技術(shù)，使得3D打印銅變得簡(jiǎn)單。銅金屬粉末與粘結劑混合加工成長(cháng)絲，3D打印完成后，用戶(hù)清洗零件脫蠟，然后將零件裝入熔爐中，熔爐去除殘留的粘結劑，然后將粉末燒結成最終的全金屬零件。

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應用領(lǐng)域

從散熱器到定制的焊柄，Markforged的用戶(hù)現在可以重新發(fā)(fā)明制造銅組件的方式。用戶(hù)甚至正在嘗試使用具有復雜內部冷卻通道的打印部件。消除銅焊或焊接組件，以降低成本，提高一致性并消除制造中的薄弱環(huán)(huán)節(jié)。

Review

由于銅的導熱性和反射性極佳，這使得銅金屬在3D打印機內部難以操作。雖然當前選擇性激光熔化（SLM）3D打印技術(shù)可以用于制造銅金屬粉末材料。但是銅金屬在激光熔化的過(guò)程中，吸收率低，激光難以持續(xù)熔化銅金屬粉末，從而導致成形效率低，冶金質(zhì)量難以控制等問(wèn)題。此外，銅的高延展性給去除多余粉末這樣的后處理工作增加了難度。

之前，Fraunhofer ILT推出了綠色激光器解決方案，與1μm波長(cháng)的波長(cháng)相比更短，波長(cháng)在515nm。這意味著(zhù)更少的激光功率輸出，此外，激光束可以更精確地聚焦，使其能夠使用新的SLM工藝制造更加精細的部件。

不過(guò)Markforged公司的銅3D打印工藝與Fraunhofer ILT推出了綠色激光器解決方案并不相同，與粉末床選區(qū)激光熔化金屬3D打印工藝相區(qū)別，Markforged使用的是擠出式的3D打印技術(shù)，通過(guò)解決以前無(wú)法解決的挑戰(zhàn)，來(lái)降低汽車(chē)生產(chǎn)制造成本，同時(shí)提高電動(dòng)汽車(chē)電機的效率。

在電動(dòng)汽車(chē)方面，銅的3D打印也具有一定的應用潛力。電力驅動(dòng)及控制系統(tǒng)是電動(dòng)汽車(chē)的核心，也是區(qū)別于內燃機汽車(chē)的最大不同點(diǎn)。電力驅動(dòng)及控制系統(tǒng)由驅動(dòng)電動(dòng)機、電源和電動(dòng)機控制裝置等組成。電動(dòng)汽車(chē)的其他裝置基本與內燃機汽車(chē)相同。電力驅動(dòng)子系統(tǒng)由電控單元、控制器、電動(dòng)機、機械傳動(dòng)裝置和驅動(dòng)車(chē)輪組成。主能源子系統(tǒng)由主能源、能量管理系統(tǒng)和充電系統(tǒng)構成。輔助控制子系統(tǒng)具有動(dòng)力轉向、溫度控制和輔助動(dòng)力供給等功能。

來(lái)源：3D科學(xué)谷