Металлический порошок 3D Systems Certified CuCr2.4 (A)

3D Systems Certified CuCr2.4 (A) - порошок из дисперсионно твердеющего медного сплава для прямой печати металлом DMP (селективное лазерное сплавление). Сплав прочнее чистой меди, в том числе при высоких температурах, и сохраняет высокую электро- и теплопроводность: после отжига при 700 °C электропроводность около 93 % IACS (доля от проводимости отожжённой меди), а предел прочности при 500 °C-обработке доходит до 790 МПа. Порошок печатается на одно-лазерных установках DMP Flex 350 и DMP Factory 350.

Хром повышает поглощение лазерного излучения и улучшает теплопроводность в состоянии «как напечатано», поэтому Certified CuCr2.4 (A) легко обрабатывается. Отжиг напечатанных деталей поднимает проводимость до нужной для задачи. Производитель предлагает два режима: при 500 °C получается высокая прочность и электропроводность около 61 % IACS, при 700 °C - около 93 % IACS и высокая пластичность. Слой при печати - 60 мкм (возможен и 30 мкм). Теоретическая скорость построения - 19 см³/ч. Порошки других сплавов для установок этого класса есть у наших партнёров VM Powder: каталог металлических порошков.

Основные области применения Certified CuCr2.4 (A): теплообменники и системы охлаждения, токопроводящие контакты, индукционные катушки (где достаточно до 93 % IACS), камеры сгорания и конструкционные детали двигателей с высокой проводимостью. Теплопроводность деталей рассчитана по закону Видемана - Франца и достигает 390 Вт/(м·К). Другие материалы - в разделе Металлический порошок для 3D-принтера, а установки для печати - в разделе 3D-принтеры по металлу. Рядом по классу стоят Certified CuCr1Zr (A) и Certified CuNi30 (A).

Данные для Certified CuCr2.4 (A) получены на DMP Flex 350 и DMP Factory 350. После термообработки при 500 °C при 23 °C предел прочности 790 МПа, предел текучести 725 МПа, удлинение 11 %; при 427 °C - 312, 278 МПа и 1 %. После термообработки при 700 °C при 23 °C - 330, 222 МПа и удлинение 27 %; при 427 °C - 142, 138 МПа и 12 %. Шероховатость наклонных поверхностей Ra стабильна, около 20 мкм при углах от 0° до 90°.

Примеры показывают, чего ждать от Certified CuCr2.4 (A). Деталь высотой 34,5 мм печатается за 4,5 часа, деталь высотой 61 мм - за 7,8 часа, теплообменник высотой 101 мм - за 4 часа, при слое 60 мкм и одной детали на платформе. Сложная форма и большое отношение площади поверхности к объёму повышают тепловую эффективность теплообменника. Широкое технологическое окно стабилизирует результат от задания к заданию.

Путь изделия из Certified CuCr2.4 (A): подготовка задания в 3DXpert, печать со слоем 60 мкм, затем термообработка. Именно отжиг определяет итог: режим 500 °C даёт прочность 790 МПа и проводимость около 61 % IACS, режим 700 °C - проводимость около 93 % IACS при удлинении 27 %. Для обеих термообработок производитель предусматривает дальнейшую настройку под задачу. После отжига детали снимают с платформы, убирают поддержки и обрабатывают поверхность. Для новых применений доступны консультации группы разработки применений 3D Systems (AIG).

Важно понимать, что даёт Certified CuCr2.4 (A) по сравнению с чистой медью. У чистой меди выше проводимость, но она теряет прочность при нагреве, и сам сплав надо подбирать так, чтобы он хорошо поглощал лазерное излучение. Хром решает обе задачи: сплав прочнее меди при нагреве и проще печатается. При 427 °C сохраняется 312 МПа после отжига при 500 °C и 142 МПа после отжига при 700 °C. Если вам нужна ещё большая проводимость, посмотрите Certified Oxygen-Free Copper (A). Для прочности при нагреве - CuCr1Zr.

Печать Certified CuCr2.4 (A) идёт на установках серии DMP 350, и это даёт несколько практических преимуществ. Управляющая система работает на Windows 10 IoT Enterprise, а модели принимает в форматах STEP, IGES, STL и нативных форматах CAD. Вакуумная камера установок DMP 350 держит содержание кислорода ниже 25 ppm, поэтому порошок Certified CuCr2.4 (A) почти не окисляется во время печати.

Задание для Certified CuCr2.4 (A) готовят в программе 3DXpert: проектирование под аддитивное производство, подготовка сборки, симуляция и контроль собраны в одной среде, а обработка файлов по цепочке от CAD до слоёв идёт до 75 % быстрее. Модуль уменьшения объёма позволяет печатать небольшие опытные детали из Certified CuCr2.4 (A) на том же принтере, расходуя около одной десятой обычного количества порошка. Платформа построения нагревается до 250 °C, а к порошку оператор обращается через перчаточные порты. Для работы установке нужны аргон под давлением 4-6 бар, сжатый воздух 6-10 бар и питание 400 В (15 кВА, три фазы); чиллер входит в комплект.

Порошок Certified CuCr2.4 (A) выпускает 3D Systems - компания, которая печатает металлом по технологии DMP. Прямую печать металлом DMP компания освоила в 2010-х годах, а до этого развивала стереолитографию (1980-е), ColorJet и MultiJet (1990-е). Сеть авторизованных партнёров и специалистов по решениям охватывает более 68 стран. Параметры металлов отрабатывают на производстве деталей 3D Systems (AS9100, ISO 9001), где уже напечатано более 1 000 000 серийных металлических изделий. Описание материала у производителя - на 3dsystems.com. Если останутся вопросы, наши специалисты помогут.