Poudre de cuivre sphérique et fabrication additive

Introduction

La poudre de cuivre sphérique est un matériau dominant utilisé dans les méthodes de fabrication actuelles. Sa forme sphérique empêche le flux d'agitation pendant le processus de fabrication. Nous examinerons les défis posés par le cuivre, les processus de fabrication des pièces et les utilisations quotidiennes de l'industrie.

Défis liés à la fabrication du cuivre pur

Le cuivre pur présente une conductivité thermique et électrique élevée. Il n'est cependant pas facile de travailler avec du cuivre pur. Le matériau présente une réflectivité et une conductivité thermique élevées, et la dissipation de la chaleur est extrêmement rapide. Lors du soudage ou du traitement au laser, l'énergie peut être transférée à l'environnement. Il est donc difficile de maintenir un bain de fusion uniforme. Le cuivre s'oxyde également très rapidement. Cela a des conséquences sur la qualité finale des pièces. Les autres métaux ne sont pas toujours sujets à ces problèmes. La densité du cuivre constitue un deuxième défi. Les particules sphériques doivent être produites avec soin. Les méthodes d'atomisation traditionnelles créent parfois des formes de particules allongées et des impuretés. Le moindre écart de forme des particules entraîne un comportement imprévu lors de la formation de la couche. Des contrôles de qualité fréquents sont essentiels pour garantir que la poudre répond à des normes strictes. Ces défis poussent les ingénieurs à développer des techniques et des équipements pour mettre en œuvre au mieux le cuivre dans la fabrication additive.

Techniques de fabrication additive pour la poudre de cuivre

Il existe plusieurs technologies de fabrication additive. La fusion laser sur lit de poudre est l'une d'entre elles. Dans cette technologie, un faisceau laser est contrôlé avec précision pour faire fondre chaque couche de cuivre. Sa forme sphérique lui permet de répartir uniformément la poudre dans le lit. Les pièces fabriquées ont une densité et une uniformité accrues.

La fusion par faisceau d'électrons est une autre technologie utilisée pour le cuivre. Elle utilise un faisceau d'électrons au lieu d'un laser comme source d'énergie. Elle est utile dans des conditions de vide et peut réduire l'oxydation.

L'atomisation du gaz est un autre moyen courant de produire de la poudre de cuivre sphérique. Dans ce processus, le cuivre fondu est poussé à travers une buse et brisé en gouttelettes par un gaz à haute pression. Une fois refroidies, ces gouttelettes forment des sphères presque parfaites, dont la taille des particules est généralement comprise entre 20 et 100 microns.

Le choix du procédé dépend du produit final. Dans tous les cas, les paramètres du procédé doivent être soigneusement contrôlés pour obtenir un résultat stable et reproductible.

Applications de la poudre de cuivre sphérique dans la fabrication additive

Il existe plusieurs utilisations industrielles de la poudre de cuivre sphérique.

En raison de la conductivité thermique et électrique élevée du cuivre, il peut être utilisé là où une conductivité électrique ou thermique élevée est requise. Par exemple, les composants utilisés dans les échangeurs de chaleur et les boîtiers électroniques bénéficient de la conductivité thermique du cuivre. Les composants à base de cuivre qui remplacent d'autres métaux améliorent les performances de la plupart des applications industrielles. Dans l'industrie aérospatiale, les composants en cuivre servent à réguler les charges thermiques élevées des moteurs à turbine. Dans les implants médicaux, le cuivre est apprécié pour sa résistance et sa biocompatibilité après alliage avec d'autres métaux. Les résultats de plusieurs essais industriels ont prouvé que les pièces fabriquées à partir de poudre de cuivre atteignaient une densité de 98 %, ce qui les rendait presque aussi résistantes que le cuivre forgé.

Le cuivre est également utilisé dans les composants des véhicules automobiles. Les composants utilisés pour le refroidissement du moteur peuvent être produits avec une grande précision grâce à la fabrication additive. La taille sphérique des particules permet d'éviter la formation de liaisons faibles dans les zones critiques. Des tests ont confirmé que les pièces fabriquées à partir de poudre de cuivre sphérique présentent une porosité plus faible et de meilleures propriétés mécaniques. Ces résultats confirment le passage à la fabrication additive dans la plupart des industries. Les utilisations dans le monde réel sont une assurance que le traitement idéal de la poudre de cuivre peut surmonter les obstacles traditionnels de la production.

Conclusion

La poudre de cuivre sphérique présente un excellent potentiel pour la fabrication additive. Le cuivre est utilisé par diverses industries pour des applications électriques, thermiques et structurelles.

Questions fréquemment posées

F : Quels sont les diamètres courants des particules de poudre de cuivre sphérique ?

Q : Ils sont généralement compris entre 20 et 100 microns.

F : Comment la poudre de cuivre contribue-t-elle à la fabrication additive ?

Q : Sa forme ronde facilite l'écoulement et l'homogénéité des couches.

F : Pourquoi le cuivre pur est-il si difficile à travailler en fabrication ?

Q : Un contrôle est nécessaire en raison de la conductivité thermique élevée et de l'oxydation rapide.