每月產(chǎn)能十噸，中體新材3D打印純銅和銅鉻鋯合金粉研發(fā)取得新突破

導(dǎo)讀：隨著材料性能的提升和工藝的優(yōu)化，3D 打印純銅以及銅合金粉的應(yīng)用得到進(jìn)一步拓展。銅鉻鋯（CuCrZr）合金是一種典型的3D打印高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金，在該合金體系里，鋯（Zr）元素的含量對(duì)材料整體性能起著至關(guān)重要的作用，可有效抑制晶粒的生長(zhǎng)，確保材料在高溫工況下，依然能夠保持良好的機(jī)械強(qiáng)度、硬度以及導(dǎo)電性。但在材料加工過(guò)程中，極易出現(xiàn)鋯的燒損現(xiàn)象，使得合金中的成分比例精確控制一直是行業(yè)難題。

2024年12月23日，南極熊獲悉，在 3D 打印金屬材料領(lǐng)域持續(xù)深耕的創(chuàng)新企業(yè)中體新材目前成功突破這一瓶頸，開(kāi)發(fā)出穩(wěn)定且精確的Zr成分控制技術(shù)，可將Zr含量范圍控制在0.1-1%之間，同時(shí)Zr成分偏差嚴(yán)格限制在0.1%以內(nèi)，精準(zhǔn)的成分控制可確保每一批次的銅鉻鋯粉都具備一致性。

中體新材 銅鉻鋯合金粉
CNPC-CuCrZr 15-53um

據(jù)悉，中體新材最新推出的3D打印銅鉻鋯合金粉具有出色的流動(dòng)性（霍爾流速< 20S/50g)，能夠滿足激光粉末床熔融的打印需求；此外，良好的燒結(jié)活性使打印件具有較高的機(jī)械性能。

△3D打印銅鉻鋯合金測(cè)試樣塊

△金相塊光學(xué)圖像

△樣品致密度測(cè)試

△熱處理后的拉升性能測(cè)試

測(cè)試發(fā)現(xiàn)，樣品維氏硬度平均值為175.3，致密度平均值超過(guò)99%；熱處理的抗拉強(qiáng)度為584Mpa，屈服強(qiáng)度為487Mpa，延伸率20%。

目前，中體新材已具備每月數(shù)噸銅鉻鋯（CuCrZr）合金粉末的穩(wěn)定產(chǎn)能，能夠及時(shí)且持續(xù)提供高品質(zhì)的銅鉻鋯合金粉。

中體新材 球形純銅粉

與此同時(shí)，中體新材研發(fā)部推出的球形純銅粉抗氧化技術(shù)，成功解決了純銅粉極易氧化的問(wèn)題，能夠在純銅粉的生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸以及 3D 打印全過(guò)程中，形成一層穩(wěn)定且有效的保護(hù)膜，將氧含量嚴(yán)格控制在極低水平。在整個(gè) 3D 打印流程結(jié)束后，純銅打印件的氧含量可控制在 [1000] ppm 以內(nèi)，確保純銅粉打印部件的優(yōu)異導(dǎo)電性和良好的力學(xué)性能，使其能夠在電子、電力等對(duì)導(dǎo)電性要求極高的領(lǐng)域穩(wěn)定發(fā)揮作用，同時(shí)可延長(zhǎng)純銅部件的使用壽命，減少因氧化導(dǎo)致的性能衰退和材料損耗，節(jié)省維護(hù)成本和材料更換成本。

同時(shí)，中體新材自主研發(fā)的 AMP生產(chǎn)工藝，能夠?qū)崿F(xiàn) 3D 打印純銅粉規(guī)�；�生產(chǎn)。通過(guò)對(duì)氣霧化工藝的精心優(yōu)化與持續(xù)創(chuàng)新，中體新材每月能夠穩(wěn)定產(chǎn)出達(dá)十噸以上3D打印純銅粉，為大規(guī)模生產(chǎn)提供了堅(jiān)實(shí)的供應(yīng)保障。

多元化領(lǐng)域應(yīng)用

在航空航天領(lǐng)域，3D 打印銅合金粉可應(yīng)用于制造復(fù)雜的航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件、衛(wèi)星結(jié)構(gòu)件等。例如，制造具有高性能散熱需求的航空電子設(shè)備外殼，利用銅合金的高導(dǎo)熱性確保電子設(shè)備在高溫環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行；或者制造輕量化的衛(wèi)星天線結(jié)構(gòu)，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)提高天線的精度和性能，降低衛(wèi)星發(fā)射成本。

在汽車制造領(lǐng)域，3D 打印銅合金部件可用于制造發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、散熱器、制動(dòng)系統(tǒng)等關(guān)鍵零部件。銅合金良好的導(dǎo)熱性有助于發(fā)動(dòng)機(jī)散熱，提高其工作效率和可靠性，高強(qiáng)度和輕量化的特點(diǎn)有利于降低整車重量，提高燃油經(jīng)濟(jì)性和車輛性能。

在模具制造領(lǐng)域，3D 打印銅合金模具能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜冷卻通道的一體化制造，提高模具的冷卻效率和使用壽命。良好的導(dǎo)熱性使得模具在成型過(guò)程中能夠快速散熱，3D 打印可有效縮短成型周期，提高生產(chǎn)效率。

在醫(yī)療領(lǐng)域，根據(jù)患者的具體解剖結(jié)構(gòu)和生理需求，3D 打印制造出高精度的銅合金植入物，如關(guān)節(jié)假體、脊柱固定器等。銅合金的抗菌性能和良好的生物相容性將為患者提供更好的治療效果和康復(fù)體驗(yàn)。

展望未來(lái)，材料創(chuàng)新、工藝優(yōu)化和應(yīng)用拓展將成為 3D 打印銅合金粉發(fā)展的三大引擎。中體新材將進(jìn)一步研究探索更多新型銅合金元素的組合與配比，通過(guò)精準(zhǔn)控制合金元素的添加量和表面改性的工藝參數(shù)，提高銅合金粉的激光吸收率和成形質(zhì)量，開(kāi)發(fā)具有更高強(qiáng)度、更好導(dǎo)電導(dǎo)熱性以及更強(qiáng)耐熱性能的銅合金材料，為 3D 打印銅合金部件在更多領(lǐng)域應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)的材料基礎(chǔ)。