德国通快使用绿光金属3D打印技术制造粒子加速器核心铜部件

2022年11月14日，南极熊获悉，近日，全球领先的机床和激光技术方案提供商德国通快集团（TRUMPF）作为欧盟I.FAST项目的重要成员，首次以增材制造的方式制造了未来粒子加速器的一个核心部件。

它的特别之处在于：首次实现了对这一关键铜部件的整体打印。通快增材制造专家Michael Thielmann表示，“这证明了我们的设备可以高精度打印高达400毫米的大型铜部件。而且3D打印让高精密零部件的生产制造更快、更便宜、更节能。”这家高科技公司将在本周在法兰克福举行的3D打印展览会Formnext上展示这个粒子加速器部件。

△3D打印的纯铜射频四极加速器（RFQ）

这个部件简称射频四极加速器（Radio Frequency Quadrupole），是大型加速器设备中最复杂的部件之一。RFQ为粒子束提供能量，使其不断接近光速。“目前全世界有超过3万台加速器，其中大部分用于医疗和工业。”I.FAST的项目协调员、欧洲核子研究组织（CERN）的Maurizio Vretenar提到，“增材制造可以优化和缩短加速器的制造过程，降低制造成本，在减小加速器占地面积的同时，大幅提高其性能。”

TruPrint 5000 绿光版让铜加工更高效稳定
此前，欧洲核子研究组织（CERN）乃至整个工业界制造的RFQ都是采用传动机加工的方式 —— 许多单独的生产步骤，如铣削和钎焊等，时间和成本投入巨大。增材制造的出现，节省了许多中间步骤。例如，通快3D打印设备在打印RFQ时能围绕空隙进行建造，如冷却通道。

通快中国增材制造技术兼业务拓展负责人李忠轮先生表示，“铜在室温下对近红外光的吸收率仅为5%，这意味着加工窗口十分的窄，很难找到完美的参数，加工效率也很低，部件无论是力学性能还是导电率都受到很大的限制。另外，95%的能量反射对于设备本身的伤害也是巨大的。而铜对绿色波长的激光吸收率很高，接近40%，是近红外激光的8倍。好的吸收率意味着比较宽的加工窗口，部件力学性能和电导率都能大大提升。同时反射率的减少可以使得加工过程更加稳定和高效。”

△铜对绿光的吸收率是近红外激光的8倍

关于通快

通快集团（TRUMPF）成立于1923年，作为德国政府顾问单位参与发起了德国工业4.0 战略，是德国工业 4.0 首批创立成员。通快长期致力于激光和机床领域，还是全球唯一一家能够供应极紫外（EUV）光刻机光源的厂商。

上世纪80年代，通快在中国安装了第一台机床设备。2000年，通快在江苏太仓成立了全资子公司。目前业务涵盖汽车、电池、消费电子、医疗器械、航空航天等高端智能制造业。

2021/22 财年，通快在全球范围内拥有大约16,500名员工，年销售额达 42 亿欧元。集团拥有80 多家子公司，其业务几乎遍及欧洲、北美、南美和亚洲所有国家。同时，通快在德国、中国、法国、英国、意大利、奥地利、瑞士、波兰、捷克、美国和墨西哥都设有生产基地。