选区熔化3D打印铜的研究进展

选区熔化3D打印是按照零件三维数字模型的分层切片离散数据,以聚焦激光束或电子束等为热源逐层扫描熔化粉末,然后逐层凝同累积制造零件的新方法.这一方法无需模具直接实现形状复杂零件的成形,极大缩短了单件小批量复杂零件的生产周期,为实现航空航天等领域复杂零件的制造和结构优化提供了新途径.铜具有优良的导热性能,是制造航天发动机燃烧室冷却壁和喷嘴等复杂结构的理想材料,3D打印铜的研究和应用有重要意义.然而,铜对常见的波长＞1060 nm的激光能量吸收率低,热导率高,3D打印铜成形难度大,工艺控制困难,研究应用落后于其他常见金属材料.在分析国内外铜3D打印研究进展的基础上,总结了激光选区熔化和电子束选区熔化3D打印铜的成形工艺特点、组织性能及其存在的问题.结果 表明,提高铜对激光吸收率是激光选区熔化3D打印铜领域的主要研究热点,这是提高成形件致密度、控制微观组织、改善成形件性能的基础;电子束选区熔化克服了铜对激光吸收率低的问题,大大提高了成形件的致密度,但成形件精度较低,相关工艺还需进一步优化.