Sebagai bahan utama dalam sektor serbuk logam, kuprum dan aloinya, dengan kekonduksian elektrik yang luar biasa, kekonduksian haba dan rintangan kakisan, memegang kedudukan yang tidak boleh ditukar ganti dalam-bidang pembuatan kelas atas seperti aeroangkasa, elektronik, kenderaan elektrik dan banyak lagi. Walau bagaimanapun, penggunaan serbuk kuprum pada Laser Powder Bed Fusion (LPBF), teknologi pembuatan aditif logam arus perdana, telah lama menghadapi cabaran teras: kecekapan gandingan tenaga yang sangat rendah antara laser inframerah tradisional dan bahan tembaga. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, dengan kematangan teknologi laser hijau dan-pengoptimuman mendalam bagi penyelesaian laser merah, syarikat domestik telah memperkenalkan pendekatan teknologi yang berbeza berdasarkan panjang gelombang yang berbeza ini, menawarkan penyelesaian pelbagai industri.
Kesukaran dalam pembuatan bahan tambahan serbuk kuprum berpunca daripada ciri bahannya: pemantulan tinggi dan kekonduksian terma yang tinggi. Untuk laser dekat-inframerah tradisional dengan panjang gelombang sekitar 1064nm, pemantulan kuprum pepejal melebihi 95%, bermakna sebahagian besar tenaga laser dipantulkan secara langsung dan tidak boleh digunakan dengan berkesan untuk peleburan serbuk. Walaupun beberapa tenaga diserap, kekonduksian haba kuprum yang tinggi, mencecah 390 W/(m·K) (kira-kira lima kali ganda daripada keluli tahan karat), menyebabkan pelesapan haba yang cepat, membawa kepada kolam cair yang tidak stabil dan kerentanan tinggi terhadap kecacatan seperti keliangan, kekurangan gabungan dan percikan. Teras penyelesaian masalah ini terletak pada penggunaan prinsip fizikal bahawa penyerapan laser kuprum berbeza-beza mengikut panjang gelombang. Penyelidikan menunjukkan bahawa pada suhu bilik, penyerapan tembaga untuk laser inframerah 1064nm hanya 4%-5%, manakala untuk lampu hijau 515-532nm, ia melonjak kepada sekitar 40%, peningkatan hampir satu susunan magnitud. Perbezaan ketara dalam penyerapan ini berpunca daripada mekanisme interaksi yang berbeza antara foton dengan panjang gelombang yang berbeza dan elektron bebas dalam kuprum. Foton panjang gelombang (hijau) yang lebih pendek mempunyai tenaga yang lebih tinggi dan lebih mudah diserap oleh elektron kuprum dan ditukar kepada haba, secara asasnya meningkatkan kecekapan penggunaan tenaga laser.
Menangani Cabaran Teknikal:
1. Isu Penyerapan Rendah: Daya serap kuprum yang sememangnya rendah untuk cahaya laser merah adalah kekangan fizikal utama. Ini ditangani melalui reka bentuk rintangan pantulan tinggi-sistem tinggi-penuh, yang melibatkan penyesuaian mendalam daripada seni bina peralatan kepada parameter proses untuk mengoptimumkan kecekapan penghantaran tenaga.
2. Tetingkap Proses Sempit: Pencetakan laser merah serbuk tembaga memerlukan kawalan proses yang lebih tepat. Ini diatasi dengan menggunakan-proses pembuatan serbuk GHA (Gas Atomization) yang dibangunkan sendiri untuk menghasilkan-serbuk kuprum ketulenan tinggi dengan sfera yang lebih besar daripada atau sama dengan 95% dan kandungan oksigen<200 ppm, providing a material foundation for process optimization.
3. Cabaran Pengurusan Terma: Kekonduksian haba kuprum yang tinggi menyebabkan pelesapan haba yang cepat. Melalui "sinergi mendalam" antara serbuk, peralatan dan proses, satu kejayaan telah dicapai dalam menstabilkan kekonduksian terma dalam julat 400-410 W/(m·K), membolehkan prestasi terma komponen cetakan 3D kembali ke tahap ideal tipikal tembaga tulen konvensional.
Senario Aplikasi: Penyelesaian laser merah amat sesuai-untuk aplikasi yang mempunyai kepekaan kos,-pengeluaran kumpulan bahagian format yang besar dan keperluan kekonduksian terma yang sangat tinggi, seperti plat penyejuk cecair pusat data, penukar haba-skala besar dan substrat pelesapan haba untuk elektronik kuasa.