Impressão 3D de Liga de Cobre: Propriedades Mecânicas Superiores e Peças de Precisão

Designers e engenheiros hoje recorrem cada vez mais à impressão 3D industrial de metal (manufatura aditiva) para protótipos e peças de produção. Na Protolabs, nossa tecnologia de sinterização direta a laser de metal (DMLS) constrói protótipos metálicos totalmente funcionais e peças de uso final em dias.

Para atender a essa demanda crescente por metal e oferecer mais opções de materiais, adicionamos uma liga de cobre (CuNi2SiCr). Este material está atualmente disponível para trabalhos de alta resolução com tamanho máximo de construção de 100mm x 100mm x 100mm. Pense aproximadamente no tamanho de uma bola de softball em seu ponto mais largo. Precificação instantânea disponível.

Impressão 3D de Liga de Cobre

O Cobre CuNi2SiCr é um material de cobre ligado, não cobre elementar (designação UNS C18000), que combina excelentes propriedades mecânicas com alta condutividade térmica e elétrica, além de resistência à corrosão melhorada. Esta liga pode ser usada em ambientes agressivos onde o cobre puro não é viável.

Nossa liga de cobre recém-adicionada junta-se às nossas outras opções de metal para DMLS, que incluem alumínio, cobalto-cromo, Inconel, aço inoxidável e titânio. Espessura de camada tão fina quanto 0,0008 pol. (0,02 mm) e tamanho mínimo de característica de 0,039 pol. (1,000 mm) é possível com cobre impresso em 3D. As peças recebem acabamento padrão ou polimento manual, e opções de usinagem secundária estão disponíveis para garantir que suas peças estejam completas quando você as receber. Como em todos os materiais DMLS, as seguintes operações secundárias estão disponíveis para suas peças: fresamento de 3 e 5 eixos, torneamento, EDM de fio, rosqueamento, alisamento, prensagem isostática a quente (HIP), testes mecânicos e inspeções de primeiro artigo.

O cobre junta-se a uma lista crescente de opções de metal para impressão 3D.

Propriedades do Material de Cobre Impresso em 3D

Como ambos os materiais são altamente condutivos comparados a outros metais, pode valer a pena considerar cuidadosamente qual material é ideal para seu projeto, embora a escolha entre alumínio e cobre dependa da sua aplicação específica. Veja a tabela abaixo [Nota: a composição da liga de cobre e alumínio da Protolabs pode diferir de ligas oferecidas por outras empresas.]:

A Opção de Cobre Usinado

Saindo momentaneamente do mundo da impressão 3D, deve-se notar que na Protolabs também oferecemos a opção de cobre usinado — ou seja, o cobre elementar que existe na natureza. O cobre é superado apenas pela prata em condutividade elétrica, fator que o torna um dos metais mais importantes em uso hoje. Por exemplo, fiação de cobre (e alumínio) basicamente torna a eletricidade possível. Hoje, o cobre é um ingrediente em mais de 570 ligas metálicas diferentes. Nosso guia de fabricação de metal oferece mais informações sobre cobre usinado.

Aplicações da Impressão 3D de Cobre

Adicionar cobre à oferta DMLS expande as aplicações de engenharia dos metais DMLS da Protolabs. A condutividade do cobre é eficaz para aplicações de transferência térmica. Quando o cobre é fabricado com impressão 3D, um engenheiro pode criar designs complexos que visam câmaras internas com aquecimento ou resfriamento. Isso não é possível com métodos de manufatura subtrativa. Dissipadores de calor e trocadores de calor são uma aplicação ideal para este material quando o peso não é uma preocupação. O cobre é realmente o passo acima quando se trata de condutividade térmica e elétrica. O cobre é estruturalmente mais forte, mais duro e tem maior alongamento quando comparado ao alumínio. Se a condutividade não é o principal requisito da aplicação, o alumínio pode atender bem às suas necessidades, especialmente se você precisar de uma peça de alto desempenho que seja leve, como em aplicações automotivas ou aeroespaciais.

Como mencionado, a nova liga de cobre junta-se às nossas outras opções de metal para manufatura aditiva. Cada uma oferece a flexibilidade de criar peças com geometrias complexas, comparado à usinagem sozinha. Na Protolabs, podemos executar de um único protótipo a produção completa para projetos de manufatura aditiva e subtrativa. Para ajuda adicional, sinta-se à vontade para contatar um engenheiro de aplicação da Protolabs no 877-479-3680 ou ADMIN@MFGROBOTS.COM. Para iniciar seu próximo projeto de design hoje, basta fazer upload de um modelo CAD 3D para uma cotação interativa em poucas horas.

Joseph Iannuzzelli é engenheiro de fabricação em nossa instalação de impressão 3D/manufatura aditiva perto de Raleigh, Carolina do Norte. Ciência dos Materiais é um olhar mais atento sobre materiais de fabricação.