Het gebruik van 3D-printers om complexe kunststof onderdelen te maken is langzamerhand een dagelijkse technologie geworden en niet langer uitdagend. Maar als het materiaal koper wordt, is de situatie anders. Tot nu toe was het niet mogelijk om dit metaal met een laag smeltpunt volledig te smelten en met infraroodlasers laag voor laag complexe componenten te maken.
Maar nu gebruikt het Fraunhofer Instituut voor Materialen en Beamtechnologie (IWS) in Dresden, Duitsland een nieuw type additive manufacturing-systeem dat een korte golf groene laser gebruikt om een vrijwel defectvrije metaalbewerking uit te voeren. IWS zei dat het systeem naar verwachting nieuwe productiemethoden zal voortbrengen die voorheen onmogelijk waren met puur koper. Complexe onderdelen van puur koper en koperlegeringen kunnen worden gebruikt in de lucht- en ruimtevaart- en automobielindustrie om de efficiëntie van motoren en warmtewisselaars te verbeteren.
Dit nieuwe laserstraal-smeltsysteem maakt gebruik van een hoogenergetische groene schijflaser met een golflengte van 515 nm in plaats van infrarood licht met een golflengte van 1064 nm. Eerdere experimenten hebben herhaaldelijk aangetoond dat de efficiëntie van een infrarood laserbron van 500 watt niet voldoende is om koper volledig te smelten. Slechts 30% van de energie kan het kopermateriaal bereiken en de rest wordt gereflecteerd door het metaal. De nieuwe groene laser met een maximaal vermogen van 500 watt biedt een andere oplossing: hier neemt het koperpoeder meer dan 70% van de verbruikte energie op en smelt volledig.
Aangezien koper een zeer goede thermische en elektrische geleidbaarheid heeft, zou dat een grote verbetering zijn als koper ook kan worden verwerkt in additive manufacturing. Elena Lopez zei:" Onderdelen gemaakt van puur koper en koperlegeringen spelen een belangrijke rol in de lucht- en ruimtevaart-, elektronica- en auto-industrie, bijvoorbeeld elektrische aandrijvingen of warmtewisselaars."
Tegenwoordig kunnen veel koperen onderdelen worden bewerkt, gesmeed of gegoten. De realisatie van additieve fabricagetechnologie biedt echter nieuwe opties voor de productie van zeer complexe geometrische figuren, wat bij traditionele fabricage onmogelijk is.