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国际合作

德国开发用于铜材料的绿色激光3D打印技术
2017-09-18 09:03:09   来源:中国国防科技信息中心    点击:

  弗劳恩霍夫激光技术研究所的研究人员正在开发一种绿色激光选区激光熔化(SLM)系统,用于纯铜或铜合金的3D打印。该项目被命名为“绿色SLM”。

  SLM 3D打印适用于铝、钢、钛及其他合金的打印,但不适用于铜,因为铜会使激光发生偏转,而不是受热熔化。由于表面性质的原因,纯铜对常见的波长1μm激光的反射率超过90%,这意味着激光的能量几乎无法进入铜材料,而且被反射的激光还有可能对周围造成破坏。此外,就算铜受激光照射而熔化,也很难控制熔化的时间与位置。因此,需要开发应用一种新的激光。

  这就是“绿色SLM”项目背后的思路:开发一种绿色激光束,可以熔化铜与铜合金。

  相比于波长1μm的激光,铜更容易吸收波长515nm激光,因此采用波长515nm的绿色激光作为铜SLM 3D打印能源,可以降低对激光能量的需求,同时提供聚焦精度。如果弗劳恩霍夫激光技术研究所的研究人员开发出用于SLM 3D打印机的绿色激光,便有望实现铜材料高效打印。研究人员表示:“我们希望获得更均匀的熔池动力学,以提高铜材料打印件的密度与精度。”

  目前没有满足项目需求的绿色激光光源,因此需要研究人员自行开发。该种激光光源将在专门的实验室(预计2017年年末建成)中进行开发,单模运行,最大输出功率400W,连续波长515纳米。

  如果“绿色SLM”项目取得成功,研究人员希望可以用于打印具有复杂形状、中空结构或底切的铜质零部件。潜在的铜产品包括首饰、热交换器和散热器,以及复杂的电气部件,例如用于感应热处理的电感器,生产数量少、结构复杂,非常适合使用3D打印制造。

  绿色激光3D系统还有望进一步应用于其他有色金属和贵金属的3D打印,这将满足珠宝行业的制造需求。

  “绿色SLM”项目将持续到2019年中期,由德国工业研究联合会提供资金支持。研究人员会在今年11月法兰克福展会上展示项目的初期成果。

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