Kupferlegierung im 3D-Druck: Überlegene mechanische Eigenschaften & Präzisionsteile

Designer und Ingenieure setzen zunehmend auf industriellen Metall-3D-Druck (Additive Fertigung) für Prototypen und Serienteile. Bei Protolabs baut unsere Direct Metal Laser Sintering (DMLS)-Technologie voll funktionsfähige Metallprototypen und Endverbrauchsteile innerhalb weniger Tage.

Um der steigenden Nachfrage nach Metallen gerecht zu werden und mehr Materialoptionen zu bieten, haben wir eine Kupferlegierung (CuNi2SiCr) hinzugefügt. Dieses Material ist aktuell für Hochauflösungs-Jobs mit maximalem Bauraum von 100 × 100 × 100 mm verfügbar – etwa die Größe eines Softballs. Sofortpreise sind verfügbar.

3D-Druck mit Kupferlegierung

Kupfer CuNi2SiCr ist eine legierte Kupferwerkstoff, kein elementares Kupfer (UNS C18000). Er vereint exzellente mechanische Eigenschaften mit hoher thermischer und elektrischer Leitfähigkeit sowie verbesserter Korrosionsbeständigkeit. Diese Legierung eignet sich für raue Umgebungen, in denen reines Kupfer nicht einsetzbar ist.

Unsere neue Kupferlegierung ergänzt unser DMLS-Metallportfolio: Aluminium, Kobalt-Chrom, Inconel, Edelstahl, Titan. Schichtdicken bis 0,0008 in (0,02 mm) und minimale Feature-Größe von 0,039 in (1,0 mm) sind möglich. Teile erhalten Standardfinish oder Handpolitur; sekundäre Zerspanung ist verfügbar. Wie bei allen DMLS-Materialien stehen folgende Nachbearbeitungen zur Verfügung: 3- und 5-Achs-Fräsen, Drehen, Drahterodieren, Gewindeschneiden, Reiben, Warmisostatisches Pressen (HIP), mechanische Tests und Erstmusterprüfung.

Kupfer ergänzt die wachsende Liste der Metalloptionen für 3D-Druck.

Materialeigenschaften von 3D-gedrucktem Kupfer

Da beide Materialien im Vergleich zu anderen Metallen hoch leitfähig sind, lohnt sich eine sorgfältige Abwägung, welches Material für Ihr Projekt richtig ist – die Wahl zwischen Aluminium und Kupfer hängt von Ihrer spezifischen Anwendung ab. Siehe Tabelle unten [Hinweis: Protolabs' Kupfer- und Aluminiumlegierungszusammensetzung kann von Legierungen anderer Anbieter abweichen.]

Die Option zerspanter Kupfer

Abseits des 3D-Drucks bietet Protolabs auch zerspanten Kupfer – das elementare, natürlich vorkommende Kupfer. Kupfer steht bei der elektrischen Leitfähigkeit nur hinter Silber und ist einer der wichtigsten Metalle der Gegenwart. Kupfer- (und Aluminium-) Leitungen machen Elektrizität erst möglich. Heute ist Kupfer Bestandteil von über 570 metallischen Legierungen. Unser Metallfertigungsleitfaden bietet mehr Informationen zu zerspantem Kupfer.

Anwendungen von Kupfer-3D-Druck

Die Hinzunahme von Kupfer zum DMLS-Portfolio erweitert die ingenieurtechnischen Anwendungen. Die Leitfähigkeit von Kupfer eignet sich für thermische Transferanwendungen. Beim 3D-Druck mit Kupfer können Ingenieure komplexe Designs mit internen Kammern für Heizung/Kühlung erstellen – mit subtraktiven Verfahren unmöglich. Kühlkörper und Wärmetauscher sind ideale Anwendungen, wenn Gewicht keine primäre Rolle spielt. Kupfer ist der nächste Schritt bei thermischer und elektrischer Leitfähigkeit. Kupfer ist strukturell fester, härter und hat höhere Dehnung als Aluminium. Wenn Leitfähigkeit nicht die Top-Anforderung ist, kann Aluminium besser dienen, besonders bei leichten Hochleistungsbauteilen (Automotive, Aerospace).

Wie erwähnt, ergänzt die neue Kupferlegierung unsere anderen Metalloptionen für additive Fertigung. Jede bietet die Flexibilität, Teile mit komplexen Geometrien zu erstellen – im Vergleich zur reinen Zerspanung. Bei Protolabs fertigen wir vom Einzelprototyp bis zur Serienproduktion sowohl additiv als auch subtraktiv. Für Unterstützung kontaktieren Sie unsere Application Engineers: 877-479-3680 oder ADMIN@MFGROBOTS.COM. Starten Sie Ihr nächstes Projekt: Laden Sie ein 3D-CAD-Modell hoch für ein interaktives Angebot innerhalb weniger Stunden.

Joseph Iannuzzelli ist Fertigungsingenieur in unserem 3D-Druck/Additive Manufacturing Werk bei Raleigh, North Carolina. Materials Science – ein genauerer Blick auf Fertigungsmaterialien.