Der 3D-Druck mit Kupfer (engl. copper) (chem. Zeichen: Cu) findet im industriellen 3D-Druck (Additive Manufacturing) Anwendung. Kupfer gilt als sehr guter Wärme- und Stromleiter. Die additive Verarbeitung von Kupfer, bzw. Legierungen aus Kupfer, ermöglicht den Unternehmen mehr Designfreiheit bei der Herstellung von Kupferobjekten. Aus diesem Grund wird gegenwärtig viel geforscht am 3D-Druck von Kupfer und seiner industriellen Verwendung unter wirtschaftlich attraktiven Kriterien. Auf dieser Seite stellen wir den Kupfer-3D-Druck ausführlich vor und veröffentlichen regelmäßig alle Neuheiten, Forschungen und Unternehmen aus dem Bereich des 3D-Drucks mit Kupfer.
Kupfer zählt zu den chemischen Elementen, trägt das Elementsymbol Cu und die Ordnungszahl 29. Die lateinische Bezeichnung Cuprum leistet sich vom griechischen cyprium ab. Denn auf der Insel Zypern wurde schon im Altertum Kupfer gewonnen. Dieses ist ein relativ weiches Metall, zäh und gut formbar. Sein Schmelzpunkt liegt bei 1357,77 K (Kelvin) bzw. 1084,62 Grad Celsius, der Siedepunkt bei 2868 K (2595 Grad Celsius).
Kupfer ist ein sehr guter Wärme- und Stromleiter, desgleichen gehört es zu den Münzmetallen und Halbedelmetallen und ist schwach radioaktiv. Aufgrund dieser Eigenschaften war es bis vor kurzem schlecht denkbar, dieses Metall für den 3D-Druck zu nutzen. Mittlerweile haben sich aber einige Unternehmen daran gewagt, Kupfer bzw. Kupferlegierungen zum Beispiel als Pulver für die additive Fertigung herzustellen. So präsentierte Desktop Metal bereits 3D-Druck-Material aus Kupfer. Einsetzbar sind die verschiedenen Kupfersorten und -legierungen beispielsweise bei 3D-Druckern, die mit dem Laser-Powder-Bed-Fusion-Verfahren arbeiten.
Im Rahmen des Projektes „Technologie- und Materialentwicklung zur additiven Fertigung komplexer hochwärmeleitfähiger Cu-Bauteile – CuAdd“ arbeiten Mitarbeiter des Kupferhalbzeugherstellers KME und Forscher des Fraunhofer Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen (Fraunhofer IMWS) zusammen. Sie untersuchten dabei additive Fertigungstechnologien für hochwärmeleitfähige Bauteile, die aus Kupferlegierungen bzw. reinem Kupfer bestehen sollen. Denkbar ist beispielsweise der Einsatz in Kühlelementen inklusive der Leistungselektronik. Ist ihre Forschung erfolgreich, ist es in Zukunft möglich, weniger zeitaufwändig und zu deutlich geringeren Kosten zu produzieren.
Es gibt mittlerweile noch einige weitere Unternehmen, die im 3D-Druck mit Kupfer viel Potenzial sehen und in diesem Bereich tätig sind. So berichteten wir bereits über das deutsche Maschinenbauunternehmen TRUMPF, das bereits unter anderem eine Entpulverstation entwickelt hat und gemeinsam mit einem Partner den 3D-Druck von amorphen Metallen voranbringen möchte.
In Zukunft werden Sie in dieser Rubrik noch viele weitere Beiträge finden, die sich dem 3D-Druck mit Kupfer widmen. Damit Sie keine neuen Beiträge verpassen, empfehlen wir Ihnen, unseren kostenlosen 3D-grenzenlos Newsletter zu abonnieren.
Forscher des Fraunhofer IMWS und der Kupferhalbzeughersteller KME arbeiten gemeinsam am Projekt „Technologie- und Materialentwicklung zur additiven Fertigung komplexer hochwärmeleitfähiger Cu-Bauteile – CuAdd“. Dort untersuchen sie den 3D-Druck mit Kupfer. Wenn ihre Arbeit erfolgreich ist, könnten sie aufwendige und kostenintensive konventionelle Technologien ablösen.
NASA-Forscher haben in Kooperation mit dem Glenn Research Center und dem Marshall Space Flight Center das GRCop-42 entwickelt, eine hochfeste Legierung für den 3D-Druck von Raketenkomponenten auf Kupferbasis mit hoher Festigkeit und Leitfähigkeit.
Die bayrische FIT Additive Manufacturing Group hat in einen 3D-Drucker mit Kaltschweißverfahren von SPEE3D investiert. Das Gerät arbeitet mit dem SP3D-3D-Druckverfahren und wird nach Erhalt im Herbst diesen Jahres von der FIT AG intensiv getestet. Geplant ist die additive Fertigung von industrietauglichen Kupferteilen im bayerischen Lupburg.