Impresión 3D de Aleación de Cobre: Propiedades Mecánicas Superiores y Piezas de Precisión

Los diseñadores e ingenieros recurren cada vez más a la impresión 3D industrial de metal (fabricación aditiva) para prototipos y piezas de producción. En Protolabs, nuestra tecnología de sinterizado directo por láser de metal (DMLS) construye prototipos metálicos totalmente funcionales y piezas de uso final en días.

Para satisfacer esta creciente demanda de metal y ofrecer más opciones de materiales, hemos añadido una aleación de cobre (CuNi2SiCr). Este material está disponible actualmente para trabajos de mayor resolución con un tamaño máximo de construcción de 100 mm x 100 mm x 100 mm. Piense aproximadamente en el tamaño de una pelota de softball en su punto más ancho. Hay precios instantáneos disponibles.

Impresión 3D de Aleación de Cobre

El cobre CuNi2SiCr es una aleación de cobre, no cobre elemental (designación UNS C18000), que combina excelentes propiedades mecánicas con alta conductividad térmica y eléctrica, junto con una mejor resistencia a la corrosión. Esta aleación puede usarse en entornos difíciles donde el cobre puro no es factible.

Nuestra aleación de cobre recién añadida se une a nuestras otras opciones de metal para DMLS, que incluyen aluminio, cobalto-cromo, Inconel, acero inoxidable y titanio. Es posible un espesor de capa tan fino como 0.0008 in. (0.02 mm) y un tamaño mínimo de característica de 0.039 in. (1.000 mm) con cobre impreso en 3D. Las piezas reciben un acabado estándar o pulido a mano, y hay opciones de mecanizado secundario disponibles para asegurar que sus piezas estén completas al recibirlas. Como con todos los materiales DMLS, las siguientes operaciones secundarias están disponibles para sus piezas: fresado de 3 y 5 ejes, torneado, electroerosión por hilo, roscado, escariado, prensado isostático en caliente (HIP), pruebas mecánicas e inspecciones de primer artículo.

El cobre se une a una lista creciente de opciones de metal para impresión 3D.

Propiedades del Material de Cobre Impreso en 3D

Dado que ambos materiales son altamente conductivos en comparación con otros metales, puede valer la pena considerar cuidadosamente cuál es el adecuado para su proyecto, aunque elegir entre aluminio y cobre depende de su aplicación específica. Vea la tabla a continuación [Nota: La composición de aleaciones de cobre y aluminio de Protolabs puede diferir de las aleaciones ofrecidas por otras empresas.]:

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La Opción de Cobre Mecanizado

Salgamos un momento del mundo de la impresión 3D, debe notarse que en Protolabs también ofrecemos la opción de cobre mecanizado, es decir, el cobre elemental que existe en la naturaleza. El cobre es solo superado por la plata en conductividad eléctrica, un factor que lo convierte en uno de los metales más importantes en uso hoy. Por ejemplo, el cableado de cobre (y aluminio) básicamente hace posible la electricidad. Hoy, el cobre es un ingrediente en más de 570 aleaciones metálicas diferentes. Nuestra guía de fabricación de metales ofrece más información sobre cobre mecanizado.

Aplicaciones de la Impresión 3D de Cobre

Agregar cobre a la oferta DMLS expande las aplicaciones de ingeniería de los metales DMLS de Protolabs. La conductividad del cobre es efectiva para aplicaciones de transferencia térmica. Cuando el cobre se fabrica con impresión 3D, un ingeniero puede crear diseños complejos que apuntan a cámaras internas con calefacción o refrigeración. Esto no es posible con métodos de fabricación sustractiva. Disipadores de calor e intercambiadores de calor son una aplicación ideal para este material cuando el peso no es una preocupación. El cobre es realmente el salto de calidad en conductividad térmica y eléctrica. El cobre es estructuralmente más fuerte, más duro y tiene mayor alargamiento en comparación con el aluminio. Si la conductividad no es el requisito principal de la aplicación, el aluminio puede servir bien a sus necesidades, especialmente si necesita una pieza de alto rendimiento que sea ligera, como en una aplicación automotriz o aeroespacial.

Como se mencionó, la nueva aleación de cobre se une a nuestras otras opciones de metal para fabricación aditiva. Cada una ofrece la flexibilidad de crear piezas con geometrías complejas, en comparación con el mecanizado solo. En Protolabs, podemos ejecutar desde un solo prototipo hasta producción completa para proyectos de fabricación aditiva y sustractiva. Para ayuda adicional, no dude en contactar a un ingeniero de aplicaciones de Protolabs al 877-479-3680 o ADMIN@MFGROBOTS.COM. Para iniciar su próximo proyecto de diseño hoy, simplemente cargue un modelo CAD 3D para una cotización interactiva en horas.

Joseph Iannuzzelli es ingeniero de fabricación en nuestra instalación de impresión 3D/fabricación aditiva cerca de Raleigh, Carolina del Norte. Ciencia de Materiales es una mirada más cercana a los materiales de fabricación.