| Category | Parameter / Item | Specification / Value |
|---|---|---|
| Typical Applications | – | Suitable for manufacturing rocket engine nozzle liners, integrated circuit heat dissipation substrates, induction coils, vacuum device electrodes, precision cooling channels in molds, etc. |
| Applicable Processes | – | SLM (Selective Laser Melting) |
| Chemical Composition (wt.%) | Cu | Bal. (Balance) |
| Fe | ≤0.005 | |
| S | ≤0.005 | |
| Pb | ≤0.005 | |
| Sb | ≤0.002 | |
| O | ≤0.05 | |
| Other | ≤0.1 | |
| Physical Properties | Particle Size Range (μm) – D10 | ≥10 |
| Particle Size Range (μm) – D50 | 25-35 | |
| Particle Size Range (μm) – D90 | ≤60 | |
| Sphericity | ≥0.9 | |
| Apparent Density (g/cm³) | ≥5.0 | |
| Tap Density (g/cm³) | ≥5.2 | |
| Flowability (s/50g) | ≤22 | |
| Mechanical Properties | Test Temperature | Room Temperature |
| Tensile Strength (MPa) | ≥240 | |
| Yield Strength (MPa) | ≥165 | |
| Elongation (%) | ≥30 |
1. Advantages and Features of This Pure Copper Powder
This pure copper powder designed for SLM (Selective Laser Melting) processes offers the following significant advantages and characteristics:
1.1 Excellent Physical and Mechanical Properties
- High Densification Potential: The powder exhibits high apparent density (≥5.0 g/cm³) and tap density (≥5.2 g/cm³), coupled with good flowability (≤22 s/50g). This facilitates the formation of uniform powder layers during the SLM spreading process, thereby enabling the production of printed parts with high density.
- Superior Mechanical Strength: The formed parts demonstrate exceptionally high tensile strength (≥240 MPa) and yield strength (≥165 MPa) at room temperature, while maintaining good ductility (elongation ≥30%). This indicates that the material is not only “hard” but also “tough,” making it resistant to brittle fracture and suitable for structural components subjected to complex stresses.
1.2 Outstanding Process Adaptability
- Optimized for SLM: The applicable process is explicitly specified as SLM, and the particle size distribution (D50: 25-35 μm) falls within the optimal range for metal 3D printing. This fine and concentrated particle size distribution effectively enhances laser absorption, minimizes lack-of-fusion defects, and improves printing precision.
- High Sphericity: With a sphericity of 0.9, the powder particles are nearly perfect spheres. This significantly improves powder flowability and packing density, which are critical indicators for ensuring the stability of the printing process and the surface quality of the final parts.
1.3 Versatility for Extensive Application Scenarios
Complex Structure Fabrication: Compared to traditional subtractive manufacturing, where pure copper is notoriously difficult to machine (due to issues like tool sticking and easy deformation), SLM Teknologi yang memanfaatkan bubuk ini dapat dengan mudah membuat saluran internal yang kompleks dan struktur terintegrasi yang tidak mungkin dicapai melalui metode konvensional.
Toleransi Lingkungan EkstremAplikasi tipikalnya meliputi pelapis nosel mesin roket dan elektroda perangkat vakum, yang menunjukkan stabilitas luar biasa material ini dalam kondisi suhu tinggi, tekanan tinggi, dan vakum.
Manajemen Termal yang EfisienSebagai material untuk substrat pembuangan panas sirkuit terpadu dan saluran pendingin presisi, material ini mewarisi konduktivitas termal yang sangat baik dari tembaga murni, secara efektif mengatasi hambatan termal pada perangkat elektronik daya tinggi.
2. Bubuk Cu Gambaran Umum Material
Bubuk Cu untuk SLM adalah bubuk logam tembaga dengan kemurnian tinggi yang dirancang khusus untuk Peleburan Laser Selektif (Selective Laser Melting).SLM) proses manufaktur aditif. Ia mewarisi konduktivitas listrik, konduktivitas termal, dan daktilitas yang sangat baik dari tembaga murni, menjadikannya material ideal untuk pembuatan komponen kunci seperti pelapis nosel mesin roket, substrat pembuangan panas sirkuit terpadu, kumparan induksi, elektroda perangkat vakum, dan saluran pendingin presisi dalam cetakan. Meskipun tembaga murni menghadapi tantangan dalam SLM Berkat reflektivitas dan konduktivitas termalnya yang tinggi, komponen dengan kepadatan tinggi dan kinerja tinggi telah berhasil diproduksi dengan mengoptimalkan karakteristik bubuk dan parameter proses.
2.1 Karakteristik Komposisi Kimia
Komposisi kimia bubuk ini didasarkan pada tembaga (Cu) sebagai matriks, dengan kandungan sebagai penyeimbang (Bal.), dan mengontrol secara ketat unsur-unsur pengotor untuk memastikan kinerja akhir. Komposisi kimia tipikalnya (wt.%) adalah sebagai berikut:
- Besi (Fe): ≤0,005
- Sulfur (S): ≤0,005
- Timbal (Pb): ≤0,005
- Antimon (Sb): ≤0,002
- Oksigen (O): ≤0,05
- Elemen lainnya: ≤0,1
Kandungan oksigen yang rendah merupakan indikator utama karena oksida tembaga mengurangi konduktivitas listrik dan termal serta dapat menghasilkan pori-pori dan percikan selama proses pencetakan, yang memengaruhi kualitas pembentukan.
2.2 Karakteristik Serbuk
Untuk memenuhi persyaratan penyebaran dan peleburan bubuk SLM Dalam proses tersebut, bubuk tersebut memiliki karakteristik fisik utama sebagai berikut:
- Distribusi Ukuran Partikel: D10 ≥10 μm, D50 25-35 μm, D90 ≤60 μm. Distribusi ukuran partikel yang halus dan terkonsentrasi ini membantu meningkatkan penyerapan laser dan akurasi pencetakan.
- Kebulatan: ≥0,9. Sferisitas tinggi memastikan kemampuan alir dan kepadatan pengemasan yang sangat baik, yang merupakan hal mendasar untuk mendapatkan lapisan bubuk yang seragam dan bagian dengan kepadatan tinggi.
- Kepadatan Tampak: ≥5,0 g/cm³
- Kepadatan Ketukan: ≥5,2 g/cm³
- Kemampuan mengalir: ≤22 s/50g. Kelancaran aliran yang baik menjamin stabilitas dan konsistensi proses penyebaran bubuk otomatis.
3. Keunggulan Teknis
- Konduktivitas Termal dan Listrik TertinggiKonduktivitas termal bagian yang dibentuk dapat melebihi 442 W/(m·K), jauh melampaui batas teoritis tradisional tembaga murni, menjadikannya standar emas untuk aplikasi manajemen termal yang efisien.
- Sifat Mekanik yang Sangat BaikPada suhu ruang, kekuatan tarik ≥240 MPa, kekuatan luluh ≥165 MPa, dan perpanjangan ≥30%, menggabungkan kekuatan tinggi dengan ketangguhan tinggi.
- Kemampuan Manufaktur Struktur Kompleks: Itu SLM Proses ini dapat dengan mudah membuat bentuk geometris kompleks yang tidak dapat dicapai dengan manufaktur subtraktif tradisional, seperti saluran pendingin konformal internal dan struktur yang dioptimalkan secara topologi.
- Potensi Kepadatan TinggiDengan mengoptimalkan bubuk dan proses, kepadatan mendekati 100% dapat dicapai, sehingga memastikan kinerja komponen yang stabil dan andal.
4. SLM Rekomendasi Parameter Proses
Parameter proses untuk bubuk Cu untuk SLM Pengaturan perlu disesuaikan dengan cermat sesuai dengan peralatan dan batch bubuk tertentu. Secara umum, disarankan untuk menggunakan laser daya tinggi (misalnya, di atas 600W), kecepatan pemindaian yang lebih rendah (misalnya, sekitar 1000mm/s), dan strategi pemindaian yang dioptimalkan (seperti pemindaian garis atau pulau) untuk meningkatkan masukan energi laser dan stabilitas kolam lelehan. Hal ini membantu mengatasi masalah reflektivitas tinggi tembaga dan menghasilkan bagian yang padat dan bebas cacat. Selain itu, penggunaan laser gelombang pendek (seperti cahaya hijau atau biru) dapat secara signifikan meningkatkan penyerapan laser, memberikan solusi efektif untuk tantangan pencetakan tembaga murni.
5. Teknik Pasca-Pemrosesan
Setelah pencetakan, karena keuletan tembaga murni yang tinggi, menghilangkan struktur pendukung dan bubuk yang tidak melebur dapat menjadi tantangan, seringkali membutuhkan metode seperti pengayakan getar, sandblasting, atau pembersihan kimia. Untuk lebih meningkatkan kinerja, perlakuan panas (seperti anil) dapat dilakukan untuk mengurangi tegangan internal dan memperbaiki struktur butiran, atau Hot Isostatic Pressing (HIP) dapat digunakan untuk menutup mikropori internal, sehingga meningkatkan kepadatan dan sifat mekanik. Untuk aplikasi yang membutuhkan konduktivitas termal yang sangat tinggi, perlakuan selanjutnya seperti pemolesan permukaan atau pelapisan listrik juga dapat dipertimbangkan.
6. Indikator Kinerja
- Sifat Fisik:
- Distribusi Ukuran Partikel: D10 ≥10 μm, D50 25-35 μm, D90 ≤60 μm
- Sferisitas: ≥0,9
- Kepadatan Tampak: ≥5,0 g/cm³
- Kepadatan Padat: ≥5,2 g/cm³
- Kemampuan mengalir: ≤22 s/50g
- Sifat Mekanis (Suhu Ruangan):
- Kekuatan Tarik: ≥240 MPa
- Kekuatan Luluh: ≥165 MPa
- Peregangan: ≥30%
- Sifat Fungsional:
- Konduktivitas Termal: Hingga 442 W/(m·K) (dalam kondisi tertentu)
- Konduktivitas Listrik: Mendekati atau mencapai nilai standar tembaga murni
7. Perbandingan dengan Serbuk Paduan Tembaga Lainnya
- vs. CuCrZr (C18150)Bubuk tembaga murni menawarkan konduktivitas termal dan listrik yang jauh lebih unggul dibandingkan CuCrZr, tetapi memiliki kekuatan dan kekerasan yang lebih rendah. CuCrZr mencapai kekuatan tinggi melalui pengerasan presipitasi dan cocok untuk aplikasi yang membutuhkan keseimbangan antara kekuatan dan konduktivitas moderat, sedangkan tembaga murni mengkhususkan diri pada konduktivitas termal dan listrik yang sangat tinggi.
- vs. Timah Perunggu/KuninganPaduan tembaga cor ini lebih mudah diproses melalui SLM Namun, konduktivitas termal dan listriknya jauh lebih rendah daripada tembaga murni. Bahan ini terutama digunakan untuk bagian dekoratif atau struktural umum dengan persyaratan kinerja yang kurang menuntut.
8. Tindakan Pencegahan Saat Melakukan SLM Proses
- Kompatibilitas PeralatanLaser inframerah 1064nm tradisional memiliki tingkat penyerapan yang rendah untuk tembaga murni. Disarankan untuk menggunakan laser khusus. SLM peralatan yang dilengkapi dengan laser cahaya hijau atau biru.
- Penyimpanan BubukHarus disimpan dalam lingkungan kering dan inert (seperti argon) untuk mencegah penyerapan kelembapan dan oksidasi.
- Debugging ProsesSaat digunakan untuk pertama kalinya, eksplorasi yang cukup terhadap rentang parameter proses diperlukan untuk menghindari kegagalan fusi karena energi yang tidak mencukupi atau percikan karena energi yang berlebihan.
- Tindakan Pencegahan KeselamatanBubuk tembaga mudah terbakar. Protokol keselamatan bubuk logam yang ketat harus diikuti selama pengoperasian, termasuk mengenakan peralatan pelindung untuk mencegah ledakan debu dan risiko menghirup debu.
9. Ringkasan
Bubuk Cu untuk SLM Tembaga adalah material manufaktur aditif berkinerja tinggi dan menantang. Nilai intinya terletak pada kemampuannya untuk memungkinkan manufaktur terintegrasi dari bagian struktural tembaga murni yang kompleks sambil mempertahankan konduktivitas termal dan listrik yang hampir sempurna. Meskipun menghadapi tantangan proses seperti reflektivitas tinggi dan konduktivitas termal tinggi, komponen kelas atas yang memenuhi persyaratan ketat di bidang kedirgantaraan, pendinginan elektronik, dan bidang lainnya dapat diproduksi secara konsisten dengan memilih bubuk rendah oksigen berkualitas tinggi, mengoptimalkan parameter proses, dan bahkan mengadopsi sumber laser baru. Dengan kemajuan material dan proses yang berkelanjutan, prospek aplikasinya di bidang manufaktur aditif akan menjadi semakin luas.
10. Layanan Kustomisasi oleh Forgecise
Forgecise Menyediakan solusi kustomisasi bubuk paduan tembaga yang komprehensif, mencakup seluruh spektrum mulai dari formulasi standar hingga paduan berbasis tembaga berkinerja tinggi yang spesifik untuk pelanggan. Kami mendukung berbagai jenis paduan tembaga utama termasuk… CuSn10, CuAl10Fe3, CuNi30, Tembaga Murni (Cu≥99,9%), Dan CuCrZrDengan kemampuan untuk secara tepat menyesuaikan komposisi kimia, distribusi ukuran partikel, bentuk bulat, dan kandungan oksigen agar sesuai dengan kebutuhan aplikasi Anda. Serbuk paduan tembaga kami dioptimalkan untuk proses manufaktur aditif yang menuntut, termasuk SLM, DED, BJT, Dan EBM, memastikan kemampuan cetak yang konsisten, kepadatan tinggi, dan sifat mekanik yang unggul pada komponen akhir Anda.
Mulai dari tahan aus hingga konduktivitas tinggi untuk penukar panas dan elektroda, Forgecise menyediakan keahlian material dan fleksibilitas manufaktur untuk memenuhi kebutuhan bubuk paduan tembaga Anda yang unik.
