材料

研究人员加入石墨烯以提高3D印刷铜的强度和密度

一个研究人员团队乌普萨拉大学,与石墨烯专家一起graphmatech.,用铜粉对高强度部件的3D印刷进行了重大进展。

通过使用GraphMatech的专有涂层技术,该团队能够用石墨烯层涂覆铜粉颗粒的外表面。由于石墨烯相对较暗,因此涂层降低了杂合3D打印粉末的反射率,从而大幅增加了其能量吸收水平。使用激光粉床融合(L-PBF)系统印刷时,发现该术语转化为更高的部分密度和改进的机械性能。

ULF教授Jansson,其研究小组领导了大学的Ångström实验室,国家的研究,“用石墨烯涂上金属粉末的新进程为各种应用中的新材料设计了非常有趣的观点。”

铜粉末涂覆在石墨烯中。通过乌普萨拉大学的图像。
石墨烯涂覆铜粉的SEM成像。通过乌普萨拉大学的图像。

具有高度反射金属的问题

由于L-PBF的光学性质,具有高反射金属的3D印刷,例如纯铜可以证明是具有挑战性的。在大多数工业系统中常用的波长处,激光器递送的大部分能量只是反射而不是被吸收,这可能导致粉末并未完全融合的印刷部件中的孔隙和空隙。

铜的出色导热率也使其成为一个巨大的散热器,意味着印刷部件往往会迅速冷却 - 这么多,因此存在收缩诱导的破裂后的真正问题。这种因素的组合使铜和其他类似的金属在很大程度上不适合于基于激光的3D印刷过程,至少以其纯粹的形式。

Mamoun Taher博士,GraphMatech首席执行官,解释说:“通过使用GraphMatech专利的石墨烯技术改变铜粉表面,我们成功将反射率降低了67%。该3D可打印的混合材料具有可能在一系列扇区中增加价值,例如电子移动,电子和防御。“

除了提高铜的可印刷性,石墨烯涂层在3D印刷过程中存活,这意味着它进一步增加了印刷部件的密度,同时给予它们光滑的黑色光泽。当达到非机械性能时,石墨烯涂层也有助于UV和耐腐蚀,耐火和耐用性。已经与几个项目合作伙伴合作以开发用于添加剂制造的涂层粉末复合材料,因此GraphMatech现在正在扩大其专利技术的过程中。雷电竞充值

在石墨烯涂覆的铜中印有气缸3D。照片通过乌普萨拉大学。
在石墨烯涂覆的铜中印有气缸3D。照片通过乌普萨拉大学。

铜3D印刷行业

特性红棕色材料由其优异的导电性和延展性限定,使铜成为电线的主要选择以及诸如热交换器的热部件。虽然基于激光的3D印刷工艺在很大程度上与金属不相容,但基于挤出的FDM印刷已经看到了更多的成功。

回到2020年,3D打印机制造商标记宣布释放自己纯铜灯丝选项与公司的金属X 3D打印机一起使用。据该公司介绍,与传统制造工艺的制造部件与常用金属的制造工艺相比,客户现在具有降低交货时间和部件成本的潜力。

其他地方,材料开发商COPPER3D以前3D打印了一个抗菌母乳喂养装置由公司专有的褶皱制成。将纳米铜注入的PLA用作母子和儿童之间的界面,灭活污染的母乳中发现的艾滋病毒。

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特色图像显示涂覆在石墨烯中的铜粉。通过乌普萨拉大学的图像。