导读：随着材料性能的提升和工艺的优化，3D 打印纯铜以及铜合金粉的应用得到进一步拓展。铜铬锆（CuCrZr）合金是一种典型的3D打印高强高导铜合金，在该合金体系里，锆（Zr）元素的含量对材料整体性能起着至关重要的作用，可有效抑制晶粒的生长，确保材料在高温工况下，依然能够保持良好的机械强度、硬度以及导电性。但在材料加工过程中，极易出现锆的烧损现象，使得合金中的成分比例精确控制一直是行业难题。
2024年12月23日，南极熊获悉，在 3D 打印金属材料领域持续深耕的创新企业中体新材目前成功突破这一瓶颈，开发出稳定且精确的Zr成分控制技术，可将Zr含量范围控制在0.1-1%之间，同时Zr成分偏差严格限制在0.1%以内，精准的成分控制可确保每一批次的铜铬锆粉都具备一致性。
中体新材 铜铬锆合金粉
CNPC-CuCrZr 15-53um
据悉，中体新材最新推出的3D打印铜铬锆合金粉具有出色的流动性（霍尔流速< 20S/50g)，能够满足激光粉末床熔融的打印需求；此外，良好的烧结活性使打印件具有较高的机械性能。
△3D打印铜铬锆合金测试样块
△金相块光学图像
△样品致密度测试
△热处理后的拉升性能测试
测试发现，样品维氏硬度平均值为175.3，致密度平均值超过99%；热处理的抗拉强度为584Mpa，屈服强度为487Mpa，延伸率20%。
目前，中体新材已具备每月数吨铜铬锆（CuCrZr）合金粉末的稳定产能，能够及时且持续提供高品质的铜铬锆合金粉。
中体新材 球形纯铜粉
与此同时，中体新材研发部推出的球形纯铜粉抗氧化技术，成功解决了纯铜粉极易氧化的问题，能够在纯铜粉的生产、储存、运输以及 3D 打印全过程中，形成一层稳定且有效的保护膜，将氧含量严格控制在极低水平。在整个 3D 打印流程结束后，纯铜打印件的氧含量可控制在 [1000] ppm 以内，确保纯铜粉打印部件的优异导电性和良好的力学性能，使其能够在电子、电力等对导电性要求极高的领域稳定发挥作用，同时可延长纯铜部件的使用寿命，减少因氧化导致的性能衰退和材料损耗，节省维护成本和材料更换成本。
同时，中体新材自主研发的 AMP生产工艺，能够实现 3D 打印纯铜粉规模化生产。通过对气雾化工艺的精心优化与持续创新，中体新材每月能够稳定产出达十吨以上3D打印纯铜粉，为大规模生产提供了坚实的供应保障。
多元化领域应用
在航空航天领域，3D 打印铜合金粉可应用于制造复杂的航空发动机零部件、卫星结构件等。例如，制造具有高性能散热需求的航空电子设备外壳，利用铜合金的高导热性确保电子设备在高温环境下稳定运行；或者制造轻量化的卫星天线结构，通过优化设计提高天线的精度和性能，降低卫星发射成本。
在汽车制造领域，3D 打印铜合金部件可用于制造发动机缸体、散热器、制动系统等关键零部件。铜合金良好的导热性有助于发动机散热，提高其工作效率和可靠性，高强度和轻量化的特点有利于降低整车重量，提高燃油经济性和车辆性能。
在模具制造领域，3D 打印铜合金模具能够实现复杂冷却通道的一体化制造，提高模具的冷却效率和使用寿命。良好的导热性使得模具在成型过程中能够快速散热，3D 打印可有效缩短成型周期，提高生产效率。
在医疗领域，根据患者的具体解剖结构和生理需求，3D 打印制造出高精度的铜合金植入物，如关节假体、脊柱固定器等。铜合金的抗菌性能和良好的生物相容性将为患者提供更好的治疗效果和康复体验。
展望未来，材料创新、工艺优化和应用拓展将成为 3D 打印铜合金粉发展的三大引擎。中体新材将进一步研究探索更多新型铜合金元素的组合与配比，通过精准控制合金元素的添加量和表面改性的工艺参数，提高铜合金粉的激光吸收率和成形质量，开发具有更高强度、更好导电导热性以及更强耐热性能的铜合金材料，为 3D 打印铜合金部件在更多领域应用奠定坚实的材料基础。
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