KU Leuven boekt doorbraak bij 3D printen koper
Gemodificeerd koperpoeder absorbeert dubbele hoeveelheid energie
Door het oppervlak van koperpoeder te modificeren, kan het absorptievermogen zoveel verhoogd worden dat slechts een vijfde van het laservermogen nodig is dat tot nog toe vereist wordt om koper op een laser poederbedmachine te smelten. Onderzoekers van de KU Leuven hebben recent resultaten over de doorbraak van 3D printen koper gepubliceerd.
Koper 3D printen is een heel actueel thema, niet in de laatste plaats vanwege de transitie naar e-mobility van de automobielindustrie. Hoewel er fabrikanten zijn die met koper kunnen printen met hun laser poederbedmachines, blijft de sterke reflectie van het materiaal een probleem. Daar hebben ze in Leuven, samen met Flanders Make en het KTH Royal Institute of Technology in Stockholm, een oplossing voor ontwikkeld.
Chroom zorgt voor betere opname energie
Deze bestaat uit het modificeren van het oppervlak van de koperpoederdeeltjes (CuCr1). Door het poeder bij hoge temperatuur in een stikstofatmosfeer te brengen, zullen de initieel homogeen verdeelde Cr atomen naar het oppervlak van het CuCr1 poederdeeltje diffunderen. Door de Cr aanrijking aan het oppervlak zal het optische absorptievermogen van het poederdeeltje verdubbelen. Hierdoor is voor het 3D printen van koper met een laser poederbedmachine, slechts 20% van de energie nodig die tot nog toe op een slm-machine nodig is om het niet gemodificeerde koper te smelten. De methodologie is gepatenteerd, terwijl de originele publicatie verscheen in het vakblad Additive Manufacturing.
Deze graphic van de KU Leuven toont het effect van het modificeren van koperpoeder. Het oorspronkelijke materiaal toont na het 3D printen veel poriën, terwijl het gewijzigde poeder een zeer hoge dichtheid vertoont.
Eigenschappen beïnvloeden met warmtebehandeling
Uit de testen die de onderzoekers in Leuven hebben gedaan, blijkt dat de onderdelen die met het aangepaste poeder zijn geprint een zeer hoge thermische geleiding kennen (370 ± 15 W/(m·K). De treksterkte is 439 ± 19 MPa. Beide eigenschappen zijn gemeten na warmtebehandeling. Met deze warmtebehandeling kan men de eigenschappen beïnvloeden.
4 Comments