1. Въвеждане на медна технология за 3D печат
Селективно лазерно топене (SLM), селективно топене с електронен лъч (SEBM), адхезивна струя (BJ) и селективно лазерно синтероване (SLS) са няколкото популярни адитивни производствени процеси, използвани най-вече при 3D печат на мед.
Тънко лазерно топене (SLM) Използвайки лазер като източник на топлина, SLM технологията – адитивен метод за производство на прахово легло (PBF) – позволява триизмерни структури да бъдат конструирани чрез топене слой по слой на метален прах. Техниката SLM може да постигне ефекти на печат с висока плътност и голяма точност при 3D печат на мед. Ниската ефективност на топене е резултат от трудността на лазерната енергия да бъде ефективно абсорбирана от медния прах поради голямото отразяване на медта към инфрачервените лазери. Изследователите са създали заместващи източници на топлина, включително зелени лазери или електронни лъчи, за да решат този проблем, за да повишат металургичния клас на медта и ефективността на печат.
Въпреки че използва електронен лъч като източник на топлина, технологията за селективно топене на електронен лъч (SEBM) прилича на SLM. по-подходящи за 3D печат на мед са електронните лъчи, тъй като те имат по-ниска отразяваща способност спрямо медта и по-добра проникваща способност. Настройките за висок вакуум позволяват да се използва технологията SEBM, за да се сведе до минимум окисляването на материала чрез използване на повече мощност, за да се гарантират по-добри честоти на обработка. Следователно за 3D печат на материали с висока отразяваща способност като мед, SEBM е най-добрият вариант.
Технологията Adhesive Jet (BJ) е технология за адитивно производство, базирана на прахов слой, при която крайният метален компонент се получава чрез първо залепване на прахови частици заедно чрез пръскане на лепило и последващо отстраняване на лепилото чрез синтероване или пиролиза. С относително ниска цена и бързо производство на медни компоненти със сложни форми, BJ технологията може да постигне Но поради лепилата BJ отпечатъците от медни части може да имат малко по-малка плътност и здравина от тези, отпечатани от SLM и SEBM.
Техниката за селективно лазерно синтероване (SLS) работи подобно на BJ, само че използваният материал е комбинация, включваща полимер с ниска точка на топене. Въпреки че чистата мед може да няма толкова добър печатен ефект като SLM и SEBM, технологията SLS може да постигне 3D печат на материали от медни сплави.
2.приложения и предизвикателства за 3D печат на мед
Технологията за 3D печат на Copper има огромни възможности за използване в няколко сфери. В областта на електрониката и електротехниката, 3D отпечатаните медни намотки могат например значително да увеличат термичното свързване на намотките, да намалят загубите и да увеличат производителността на електрическите двигатели. Отговаряйки на критериите за висока температура и висока якост, 3D отпечатаните медни компоненти могат да се използват в космическата индустрия за производство на радиатори и топлообменници сред компонентите за пренос на топлина. Освен това технологията за 3D печат на мед се прилага широко в области, включително здравеопазване и автомобилостроене.
Все пак, 3D печатът на мед също има определени трудности. На първо място, голямата отражателна способност на медта и превъзходната топлопроводимост затрудняват източниците на топлина като лазери или електронни лъчи да стопят ефективно медния прах, като по този начин намаляват ефективността на печат и предизвикват металургичния контрол на качеството. Второ, голямата пластичност на медта прави работата след обработката, включително отстраняването на праха, по-сложна. Освен това ограничаването на използването на мед за 3D печат в няколко сектора е неговата доста скъпа цена.
3. Оригиналност и напредък на технологията за 3D печат на мед
Изследователите винаги търсят нови технологии и подходи за справяне с трудностите с медния 3D печат. Скоростта на лазерно поглъщане и интензитетът на медта могат да бъдат увеличени, например, чрез легиране или въвеждане на хетерогенни частици. Добавянето на наночастици от лантанов хексаборид (LaB6) ефективно даде възможност за 3D отпечатване на мед с висока якост и висока проводимост чрез комбинирани усилия, включващи седем университета, включително Университета на Куинсланд. Тази подсилена чиста мед има не само страхотни механични качества, но също така запазва добра проводимост и термична стабилност, като по този начин предлага свежи концепции за 3D печат на мед.
Освен това, използването на нови лазерни източници, включително зелен лазер, синя светлина и червена светлина, предостави нови перспективи за 3D печат на мед благодарение на еволюцията на лазерните технологии. Медта може да помогне на тези лазерни източници да бъдат по-добре абсорбирани, като по този начин подобрява металургичното качество и ефективността на печат. Успоредно с това развитие на нови технологии за подготовка и последваща обработка на прах беше напредъкът на технологията за 3D печат на мед, насърчен от тях.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-in-orthopedic-implant.html