Usando un láser verde para facilitar la impresión 3D de cobre puro y aleaciones de cobre
La fabricación aditiva de metal se está abriendo camino en cada vez más industrias, desde la aeroespacial y la naval hasta la electrónica y la automoción. Permite crear piezas más complejas, ligeras y duraderas. La excelente conductividad eléctrica y térmica del cobre, su resistencia a la corrosión atmosférica y marina, su ductilidad y su dureza lo convierten en uno de los materiales metálicos más utilizados en este campo.
Sin embargo, la fabricación con cobre presenta retos específicos, especialmente cuando se utilizan técnicas como la fusión láser por lecho de polvo (L-PBF). El cobre puro tiene una tasa de absorción muy baja para los láseres infrarrojos, inferior al 10%. Como resultado, los láseres infrarrojos de alta potencia pueden provocar una vaporización y salpicaduras excesivas, repercutiendo negativamente en la pieza final. Estos efectos incluyen la reducción de la densidad del material, el aumento de la porosidad y la disminución de la conductividad térmica y eléctrica. Además, cuando la luz reflejada es superior al 90%, puede dañar los componentes ópticos de la impresora 3D.
Disipador de calor IGBT Placa base de cobre, con cobre puro.
Aquí es donde destaca el fabricante chino Addireen. Con su tecnología de láser verde de vanguardia, las soluciones industriales de Addireen superan las limitaciones de los láseres infrarrojos. Sus máquinas pueden producir piezas de cobre con una densidad del 99,8% y un grosor de pared mínimo de 0,08 mm, lo que mejora significativamente la calidad y la precisión de los componentes, liberando todo el potencial del cobre en la fabricación aditiva de metal.
Ventajas del láser verde en la fabricación aditiva
Un láser verde tiene una tasa de absorción mucho mayor en el cobre que un láser infrarrojo. Como muestra el gráfico siguiente, el láser verde es más eficaz para fundir cobre y sus aleaciones, oro, platino y otros materiales con alta reflectividad y conductividad térmica. Por lo tanto, la tecnología L-PBF basada en láseres verdes puede lograr una impresión 3D de alta calidad y eficiente de cobre puro y aleaciones de cobre.
Tasa de absorción de diferentes metales.
El láser verde de fibra continua monomodo de alta potencia que desarrolla Addireen tiene las ventajas de longitudes de onda más cortas, alta calidad del haz, gran estabilidad y puntos enfocados más finos. Ofrece una mayor eficiencia de conformado, mejor calidad, mayor resolución de impresión y una ventana de proceso más amplia para la fabricación aditiva de cobre puro, aleaciones de cobre, oro y platino. Además, la impresión 3D con láser verde también amplía la gama de materiales que pueden imprimirse con la tecnología L-PBF.
Addireen ha lanzado soluciones de impresión 3D de metal con láser verde (XH-M160G, M350G, M100G) que consiguen una fabricación de alta eficiencia, calidad y precisión de piezas de cobre puro. A continuación, vemos imágenes metalográficas, que demuestran la capacidad de soportar presiones de agua superiores a 5 MPa, con una conductividad cercana al 100% IACS y una conductividad térmica de aproximadamente 390 W/m-K. El espesor mínimo de la pared puede alcanzar los 0,08 mm.
Imagen metalográfica de piezas impresas de cobre puro.
Los equipos de impresión 3D de metal por láser verde de Addireen se han aplicado ampliamente en la industria aeroespacial, vehículos de nuevas energías, componentes de disipadores de calor de semiconductores, bobinas de calentamiento por inducción y dispositivos de comunicación de alta velocidad. En las siguientes imágenes se muestran algunos ejemplos de aplicación.
Modelo de tobera de motor impreso en CuCrZr.
Soluciones de fabricación aditiva de metal de Addireen
Fundada en 2023, Addireen ha sido pionera en la impresión 3D de metal basada en láser verde en China. Con casi 18 años de experiencia, el equipo ha desarrollado tecnologías avanzadas como láseres de longitud de onda corta y longitud de onda múltiple para la impresión precisa de metales altamente reflectantes, refractarios y convencionales.
Bobina de calentamiento por inducción de alta frecuencia creada con cobre puro.
Addireen ofrece tres modelos, todos ellos equipados con láser verde, capaces de imprimir piezas con una densidad del 99,8% y un grosor de pared mínimo de 0,08 mm. Los volúmenes de impresión van desde Ø100 x 100mm hasta 350 x 350 x 500mm, satisfaciendo diversas necesidades. La XH-M100G, ideal para metales preciosos como la plata, el oro y el platino, consigue tamaños de punto láser tan pequeños como 15 micras para estructuras intrincadas, mientras que la M350G está diseñada para la producción de grandes volúmenes.
Las soluciones láser verdes de Addireen se han probado y adoptado en numerosos sectores. Por ejemplo, en la industria aeroespacial, la energía, las comunicaciones y el transporte.
La gama de soluciones de Addireen.
Addireen concluye: “La impresión 3D con láser verde no sólo permite una fabricación eficiente y de alta calidad de cobre puro y aleaciones de cobre, sino que también amplía la gama de materiales que se pueden imprimir utilizando la tecnología L-PBF. Proporciona una solución ideal para materiales altamente reflectantes y difíciles de fundir, al tiempo que permite una impresión más eficiente y precisa de materiales metálicos convencionales”. Puedes encontrar más información sobre Addireen, aquí.
Aletas de disipación de calor de pared ultrafina impresas en CuSn10.
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*Créditos de todas las fotos: Addireen
