1.A réz 3D nyomtatási technológia bemutatása
A szelektív lézerolvasztás (SLM), a szelektív elektronsugaras olvasztás (SEBM), a ragasztósugár (BJ) és a szelektív lézeres szinterezés (SLS) a számos népszerű adalékanyag-gyártási eljárás, amelyet leginkább a réz 3D-nyomtatásában használnak.
Slender Laser Melting (SLM) A lézert hőforrásként használva, az SLM technológia – egy porágyas olvasztás (PBF) adalékos gyártási módszer – lehetővé teszi háromdimenziós szerkezetek kialakítását fémpor rétegenkénti olvasztásával. Az SLM technika nagy sűrűségű nyomtatási hatásokat és nagy pontosságot képes elérni a réz 3D nyomtatásban. Az alacsony olvadási hatékonyság abból adódik, hogy a rézpor nehezen tudja hatékonyan elnyelni a lézerenergiát a réz infravörös lézerekkel szembeni nagy reflexiója miatt. A kutatók helyettesítő hőforrásokat hoztak létre, beleértve a zöld lézereket vagy elektronsugarakat, hogy megoldják ezt a problémát, hogy javítsák a réz kohászati minőségét és a nyomtatási hatékonyságot.
Bár hőforrásként elektronsugarat használ, a Selective Electron Beam Melting (SEBM) technológia az SLM-hez hasonlít. A réz 3D-s nyomtatására jobban megfelelnek az elektronsugarak, mivel kisebb a rézre való visszaverődésük és jobb a behatolási képességük. A magas vákuumbeállítások lehetővé teszik a SEBM technológia alkalmazását az anyag oxidációjának minimalizálása érdekében azáltal, hogy nagyobb teljesítményt alkalmaznak a jobb feldolgozási frekvenciák garantálása érdekében. Nagy fényvisszaverő képességű anyagok, például réz 3D nyomtatásához ezért a SEBM a legjobb megoldás.
Az Adhesive Jet (BJ) technológia egy porágyon alapuló adalékgyártási technika, amelynek során a végső fémkomponenst úgy állítják elő, hogy először a porszemcséket ragasztó permetezésével összeragasztják, majd szintereléssel vagy pirolízissel eltávolítják a ragasztót. A bonyolult formájú réz alkatrészek viszonylag alacsony költsége és gyors gyártása révén a BJ technológia megvalósítható. A ragasztók miatt azonban a réz részek BJ nyomatainak sűrűsége és szilárdsága valamivel kisebb lehet, mint az SLM és SEBM által nyomtatottaké.
A szelektív lézeres szinterezés (SLS) a BJ-hez hasonlóan működik, csak a felhasznált anyag alacsony olvadáspontú polimert tartalmazó kombináció. Bár a tiszta réznek nincs olyan jó nyomtatási hatása, mint az SLM-nek és a SEBM-nek, az SLS technológia megvalósíthatja a rézötvözet anyagok 3D nyomtatását.
2. Copper 3D nyomtatás alkalmazásai és kihívásai
A Copper 3D nyomtatási technológiája hatalmas felhasználási lehetőségeket rejt magában számos területen. Az elektronika és az elektrotechnika területén a 3D-nyomtatott réztekercsek például nagymértékben növelhetik a tekercsek hőcsatolását, csökkenthetik a veszteségeket és javíthatják az elektromos motorok teljesítményét. A magas hőmérsékleti és nagy szilárdsági kritériumoknak megfelelő 3D nyomtatott réz alkatrészek a repülőgépiparban felhasználhatók radiátorok és hőcserélők gyártására, a hőátadó alkatrészek között. Ezenkívül a réz 3D nyomtatási technológiát széles körben alkalmazzák az egészségügyben és az autóiparban is.
Ennek ellenére a réz 3D nyomtatásának vannak bizonyos nehézségei is. Először is, a réz nagy fényvisszaverő képessége és kiváló hővezető képessége megnehezíti a hőforrások, például a lézerek vagy az elektronsugarak számára a rézpor hatékony megolvasztását, ami csökkenti a nyomtatási hatékonyságot és kihívást jelent a kohászati minőségellenőrzés számára. Másodszor, a réz nagy rugalmassága bonyolultabbá teszi az utófeldolgozási feladatokat, beleértve a por eltávolítását. Ezenkívül a 3D-nyomtató réz használatának korlátozása számos ágazatban meglehetősen drága költsége.
3. A réz 3D nyomtatási technológia eredetisége és fejlődése
A kutatók mindig új technológiákat és megközelítéseket keresnek a réz 3D-nyomtatással kapcsolatos nehézségek leküzdésére. A réz lézerelnyelési sebessége és intenzitása növelhető például heterogén részecskék ötvözésével vagy bejuttatásával. A lantán-hexaborid (LaB6) nanorészecskék hozzáadása hatékonyan lehetővé tette a nagy szilárdságú és nagy vezetőképességű réz 3D-nyomtatását hét egyetem, köztük a Queenslandi Egyetem együttes erőfeszítésével. Ez a megerősített tiszta réz nemcsak kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, hanem megőrzi a jó vezetőképességet és a hőstabilitást is, ezáltal új koncepciókat kínál a réz 3D nyomtatáshoz.
Ezenkívül az új lézerforrások, köztük a zöld lézer, a kék fény és a vörös fény használata a lézertechnológiák fejlődésének köszönhetően új távlatokat jelentett a réz 3D nyomtatásban. A réz segíthet ezeknek a lézerforrásoknak a jobb elnyelésében, ezáltal javítva a kohászati minőséget és a nyomtatási hatékonyságot. Az új por-előkészítési és utókezelési technológiák fejlesztésével párhuzamosan ösztönözték a réz 3D nyomtatási technológia fejlődését.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-in-orthopedic-implant.html