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【第23回】銅合金の金属3Dプリンター造形について

2019年11月22日のニュースリリースにて、JX金属株式会社が、「高密度造形を可能とする3Dプリンター用純銅粉の開発について ―電子ビーム方式で99.94%、レーザービーム方式で98.56%の相対密度を実現―」というニュースリリースを発表しておりました。

これまで、銅の3D造形においては、造形物の相対密度が低いというネックを、特殊な表面処理により酸化を防止することで、電子ビーム方式で、相対密度99.94%レーザーメタルデポジション方式で、98.56%という高い結果が得られたというニュースでした。

 

 

銅は熱伝導率が約400W/m・Kで、アルミの約2倍、ステンレスの約20倍と大きく、放熱用途などに使われています。3Dプリントができるようになれば、放熱フィンや熱交換器など複雑な部品の造形に向いている材料と考えられており、研究が進められています。ただし3D造形が難しい材料であることも知られており、銅の高反射率と高熱伝導率の二つが課題になってきます。

反射率が高いことで、粉末がレーザーのエネルギーを吸収しにくく、温度が上がりにくくなります。 また、粉末の温度が上がって融点を超えても、熱伝導率が高いために、すぐに冷却されて融点以下になり凝固してしまいます。 そのため、融点を超えて流動している時間が非常に短く、高密度にすることが困難です。

熱伝導率を下げることは優れた特性を失うことになるので、いかに高反射率の粉末にエネルギーを吸収させるかという観点で 研究がなされています。

 

当社においても、今後銅を使用した3Dプリンター造形に関する研究を進めていきますので、共同で開発したい製品ニーズなどがあれば、こちらまでお気軽にご相談ください