Der 3D-Druck von Bauteilen mit elektrischen und thermischen Leitfähigkeitseigenschaften von reinem Kupfer sind schwer konventionellem L-PBF-3D-Druck herzustellen. Das deutsche Unternehmen für intelligente Materialien Infinite Flex möchte das mit seinem neuen Pulver INFINITE POWDER Cu 01 ändern. Dabei handelt es sich um ein reines Kupferpulver, das sich auf Standard-Selektives-Laser-Schmelz-Systemen verarbeiten lässt.
Details zur Verarbeitung des INFINITE POWDER Cu 01
Infinite Flex bringt INFINITE POWDER Cu 01 auf den Markt, ein neues reines Kupferpulver, das mit jedem L-PBF 3D-Drucker kompatibel ist. Das Pulver wurde auf SLS-Systemen wie dem EOS M290 oder dem TruPrint 1000 von TRUMPF getestet. Es ist bereits erhältlich. Die Eigenschaften von hergestellten Werkstücken und Prüfkörpern zeigen, dass sich das Material für die additive Fertigung für hochleitfähige Kupferbauteile nutzen lässt. Mit INFINITE POWDER Cu 01 sind nun 3D-gedruckte High-End-Anwendungen wie Wärmetauscher, Induktionsspulen und Komponenten in der Elektronikindustrie mit Eigenschaften von reinem Kupferpulver möglich.
Reines Kupfer erfreut sich in fast allen Industriezweigen großer Beliebtheit, da es hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit bietet. Für die additive Fertigung kann es nicht so einfach genutzt werden. Die Einkopplung der IR-Laserstrahlung funktioniert bei reinem Kupfer aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit und der starken Reflexion der Laserstrahlung kaum. Unternehmen wichen deshalb auf andere 3D-Methoden aus, wie grüne Laser für SLS, EBM oder Extrusionstechnologien für gebundene Metallfilamente.
Kupferlegierungen wie CuCrZr oder CuNiSiCr sollten helfen, lieferten aber kaum ein gutes Ergebnis. Die Legierungen sind weniger leitfähig als reines Kupfer. CuCrZr erreicht eine elektrische Leitfähigkeit von höchstens 70% von reinem Kupfer und die Leitfähigkeit von CuNiSiCr ist mit 24 MS/m oder rund 40 % des Wertes von reinem Kupfer noch schlechter.
Eigenschaften und Informationen
| elektr. Leitfähigkeit | >52 MS/m (91 % IACS) |
| Therm. Leitfähigkeit | >360 W/(m*K) |
| Streckgrenze | Rp 0,2: >110 MPa |
| Zugfestigkeit | >220 MPa |
| Bruchdehnung | 24% |
| Kupfergehalt | >99,5 % |
| Teilchengröße | 10 – 45µm |
| Teilchengröße (D50) | 30µm |
| Schichtaufbaudicke | 30µm |
| Volumen-Aufbaurate | 2,2 mm³/s |
| Porosität | < 0,1% |
| TRL-Stufe | 3 |
| Flächenwinkel | > 41° |