Der chinesische Hersteller Farsoon Technologies hat mit dem FS621M-Cu ein neues 3D-Drucksystem speziell für Kupfer und Kupferlegierungen vorgestellt. Das System basiert auf der bewährten FS621M-Plattform und adressiert gezielt die bisherigen Herausforderungen beim Laserschmelzen hochreflektierender Materialien wie CuCrZr. Es wurde in Zusammenarbeit mit einem führenden Luft- und Raumfahrtunternehmen entwickelt.
Großformatige Bauteile aus Kupfer mit vier Hochleistungslasern
Ein konkretes Beispiel: Im August 2023 konnte ein Triebwerkshersteller mithilfe des FS621M-Cu eine Schubkammer-Auskleidung mit 600 mm Durchmesser und 850 mm Höhe in einem Stück fertigen. Die monolithische Herstellung vermeidet dabei aufwendige Nachbearbeitungen und bietet Vorteile bei der thermischen Leistung und der strukturellen Integrität.
Prozessinnovationen ermöglichen stabile Verarbeitung von CuCrZr
Kupfer stellt im metallischen 3D-Druck aufgrund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit und Laserreflexion besondere Anforderungen. Farsoon begegnet diesen Herausforderungen mit einer Reihe technischer Lösungen, darunter eine antireflektierende Kammerbeschichtung, ein intelligentes Wärmemanagement und spezielle Prozessparameter für die Hochleistungslaser.
Die Ergebnisse zeigen eine nahezu theoretische Dichte von 8,86 g/cm³, eine porenfreie Mikrostruktur und eine Wärmeleitfähigkeit von über 345 W/(m·K). Mechanische Tests bestätigten zudem ausgezeichnete Festigkeitswerte, was den Einsatz in sicherheitskritischen Anwendungen wie Raketentriebwerken unterstützt.
3D-Druck von Kupferbauteilen mit Effizienzvorteilen
Durch den Einsatz der FS621M-Cu-Plattform konnten signifikante Verbesserungen erzielt werden:
- Die Maßgenauigkeit wurde um über 50 % gesteigert.
- Die Produktionszeit reduzierte sich von mehreren Wochen auf 15–20 Tage.
- Die Herstellungskosten sanken um bis zu 75 % im Vergleich zu konventionellen Verfahren.
Gezeigt wurden unter anderem gedruckte Wärmetauscher, Induktionsspulen, Sonden, Kühler sowie Bauteile für Raketenantriebe. Verarbeitet wurden dabei sowohl reines Kupfer als auch CuCrZr-Legierungen, abhängig vom jeweiligen Anwendungsszenario.
Kupfer-3D-Druck auf industriellem Produktionsniveau
Mit der FS621M-Cu bietet Farsoon ein industrielles 3D-Drucksystem für großformatige, funktionsrelevante Kupferbauteile an, das den wachsenden Anforderungen der Luft- und Raumfahrt gerecht wird. Die Kombination aus großem Bauraum, leistungsstarker Lasertechnologie und prozesssicherer Materialverarbeitung markiert einen wichtigen Fortschritt bei der additiven Fertigung von Hochleistungsmetallen.
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