铜是一种具有良好导电、导热性的金属，而且它的可锻性和延展性也较好，同时还有抗腐蚀，甚至杀死细菌和病毒等能力。铜可用来生产导线、铜管、冷板、圆盘、歧管、散热器、热交换器、汇流条等，被广泛地应用于电气、机械制造、航空航天、国防军工等领域。如今铜已经是世界上消耗量第三大的工业金属。
纯铜制造面临的挑战
▲传统工艺加工的铜零件（来源网络）
特别是在减材制造工艺中，纯铜是出了名的难用，它的的延展性经常导致在减材制造操作中变形。因此，减材制造通常需要采用电导率和导热性较低的铜合金。而在增材制造中，纯铜材料的应用虽然起步较晚，但近年来已呈现出快速发展的趋势，特别是在国防军工领域上铜的增材制造应用不断取得重要进展，更促进了铜材料增材制造的发展。
纯铜增材制造的不同工艺
▲绿色SLM打印纯铜（来源3D科学谷《铜金属3D打印白皮书》）
然而纯铜激光增材制造工艺中存在的挑战也正在被逐渐克服。如采用绿色激光选区激光熔化系统（绿色SLM）的纯铜制件力学性能和电导率都大大提升，反射率的减少可以使得加工过程更加稳定而且高效。另外材料挤出、光聚合与粘结剂喷射工艺的铜3D打印工艺也实现了商业化。其中，基于烧结的粉末挤出打印（PEP）技术巧妙避开了纯铜打印过程中的高导热、高反射问题，通过先打印生坯，然后再经过成熟的粉末冶金脱脂和烧结工艺，得到结构优良的高性能纯铜部件。有望为下一代导热、导电零部件的制造带来更多样化的解决方案。
PEP技术制造铜的优势
▲升华三维打印的纯铜换热器
▲升华三维纯铜打印产品性能数据
PEP技术成形工艺简单，无需激光器件，具有低温成型、高温成性的特性。可解决如铜类高反射金属对激光波段吸收率低，解决同时具备精细复杂几何结构和高性能纯铜制造加工问题；打印材料制备方便，对原始粉末的球形度和流动性没有严格要求，适用于粉末冶金工艺所用的粉末材料，并且打印材料可循环利用。为纯铜材料制造加工难提供了有效途径。
赋能铜加工制造，升华三维力战不怠
近年来，面对复杂多变的国内外宏观经济形势和发展环境，我国铜加工产业积极推进转方式、调结构、促转型，保持了行业的持续快速发展。目前，我国铜产业加工能力不断提升，应用领域不断扩大，国产化水平不断提高，整个行业呈现出蓬勃发展的良好态势。纯铜增材制造可以大大降低制造周期和成本。其次，还可以制造出结构更为复杂的零件，不仅提高了产品的精度，还可以实现定制化生产。这些优势使得纯铜增材制造在各行各业都有广泛的应用前景。
▲升华三维制备的纯铜结构件
升华三维作为中国金属/陶瓷间接3D打印引领者，拥有完全自主产权3D打印设备及打印材料，已掌握金属/陶瓷间接3D打印技术在打印装备及核心器件、成形材料、工艺及软件等关键核心技术并搭建成完整的增材制造工艺链。升华三维在材料配方、设备性能、打印及烧结工艺也在不断的改善，纯铜增材制造能力也将进一步地提升。随着我国铜加工制造业的不断升级，以及应用市场需求的高要求，升华将凭借着技术和工艺优势，赋能铜产业加工制造，提供卓越的3D打印整体解决方案和服务。为我国铜产业加工实现数字化转型发展贡献应有的力量。
