Impression 3D alliage cuivre : Propriétés mécaniques supérieures & pièces de précision

Les concepteurs et ingénieurs se tournent de plus en plus vers l'impression 3D métal de qualité industrielle (fabrication additive) pour les pièces de prototype et de production. Chez Protolabs, notre technologie de frittage laser direct de métal (DMLS) construit des prototypes métalliques entièrement fonctionnels et des pièces d'utilisation finale en quelques jours.

Pour répondre à cette demande croissante de métal et offrir plus d'options de matériaux, nous avons ajouté un alliage de cuivre (CuNi2SiCr). Ce matériau est actuellement disponible pour les travaux à plus haute résolution avec une taille de construction maximale de 100 mm x 100 mm x 100 mm. Pensez grossièrement à la taille d'une balle de softball à son point le plus large. La tarification instantanée est disponible.

Impression 3D d'alliage de cuivre

Le cuivre CuNi2SiCr est un matériau cuivre allié, pas du cuivre élémentaire (désignation UNS C18000), qui combine d'excellentes propriétés mécaniques avec une conductivité thermique et électrique élevée, ainsi qu'une résistance à la corrosion améliorée. Cet alliage peut être utilisé dans des environnements difficiles où le cuivre pur n'est pas réalisable.

Notre alliage de cuivre nouvellement ajouté rejoint nos autres choix de métaux pour le DMLS, qui incluent l'aluminium, le chrome-cobalt, l'Inconel, l'acier inoxydable et le titane. Une épaisseur de couche aussi fine que 0,0008 in. (0,02 mm) et une taille de détail minimum de 0,039 in. (1,000 mm) sont possibles avec le cuivre imprimé en 3D. Les pièces reçoivent une finition standard ou un polissage manuel, et des options d'usinage secondaire sont disponibles pour garantir que vos pièces sont complètes à la réception. Comme pour tous les matériaux DMLS, les opérations secondaires suivantes sont disponibles pour vos pièces : fraisage 3 et 5 axes, tournage, électroérosion par fil, taraudage, alésage, pressage isostatique à chaud (HIP), essais mécaniques et inspections de premier article.

Le cuivre rejoint une liste croissante d'options métalliques pour l'impression 3D.

Propriétés du matériau cuivre imprimé en 3D

Puisque les deux matériaux sont hautement conducteurs par rapport aux autres métaux, il peut être judicieux de considérer attentivement quel matériau convient à votre projet, bien que le choix entre l'aluminium et le cuivre se résume à votre application spécifique. Voir le tableau ci-dessous [Note : La composition des alliages de cuivre et d'aluminium de Protolabs peut différer des alliages proposés par d'autres entreprises.] :

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L'option du cuivre usiné

Sortons un instant du monde de l'impression 3D, il convient de noter que chez Protolabs, nous offrons également l'option du cuivre usiné — c'est-à-dire le cuivre élémentaire qui existe dans la nature. Le cuivre n'est surpassé que par l'argent en conductivité électrique, un facteur qui en fait l'un des métaux les plus importants utilisés aujourd'hui. Par exemple, le câblage en cuivre (et en aluminium) rend essentiellement l'électricité possible. Aujourd'hui, le cuivre est un ingrédient dans plus de 570 alliages métalliques différents. Notre guide de fabrication métallique offre plus d'informations sur le cuivre usiné.

Applications de l'impression 3D cuivre

L'ajout de cuivre à l'offre DMLS élargit les applications d'ingénierie des métaux DMLS de Protolabs. La conductivité du cuivre est efficace pour les applications de transfert thermique. Lorsque le cuivre est fabriqué par impression 3D, un ingénieur peut créer des conceptions complexes ciblant des chambres internes avec chauffage ou refroidissement. Ce n'est pas possible avec les méthodes de fabrication soustractives. Les dissipateurs thermiques et les échangeurs de chaleur sont une application idéale pour ce matériau lorsque le poids n'est pas une préoccupation. Le cuivre est vraiment un cran au-dessus en termes de conductivité thermique et électrique. Le cuivre est structurellement plus résistant, plus dur et a un allongement plus élevé que l'aluminium. Si la conductivité n'est pas la principale exigence de l'application, l'aluminium peut bien répondre à vos besoins, surtout si vous avez besoin d'une pièce haute performance légère, comme dans une application automobile ou aérospatiale.

Comme mentionné, le nouvel alliage de cuivre rejoint nos autres choix de métaux pour la fabrication additive. Chacun offre la flexibilité de créer des pièces aux géométries complexes, comparé à l'usinage seul. Chez Protolabs, nous pouvons réaliser un prototype unique jusqu'à la production complète pour les projets de fabrication additive et soustractive. Pour une aide supplémentaire, n'hésitez pas à contacter un ingénieur d'application Protolabs au 877-479-3680 ou à ADMIN@MFGROBOTS.COM. Pour démarrer votre prochain projet de conception dès aujourd'hui, téléchargez simplement un modèle CAO 3D pour un devis interactif dans les heures qui suivent.

Joseph Iannuzzelli est ingénieur de fabrication dans notre installation d'impression 3D/fabrication additive près de Raleigh, Caroline du Nord. La Science des matériaux est un regard approfondi sur les matériaux de fabrication.