銅及銅合金3D打印技術的發(fā)展一如既往的備受關注，因為此類金屬具有廣泛的用途，但3D打印制造卻因高反射率而變得極為困難，嚴重影響了其推廣應用。

從2024年至今，銅及銅合金3D打印技術的進步尤為突出，主要體現(xiàn)在制造工藝的創(chuàng)新，解決了長期以來被困擾的難題，可直接推動純銅及銅合金3D打印技術在更廣泛的范圍內(nèi)取得應用，尤其體現(xiàn)在航空航天、電子工業(yè)以及汽車制造領域。本期內(nèi)容，3D打印技術參考將對當前最新的技術發(fā)展進行梳理。

01

綠激光粉末床熔融
更大尺寸、更多激光、更為精細

綠光相比傳統(tǒng)紅外激光具有更高的吸收率、更優(yōu)的打印效果，這一點已經(jīng)被行業(yè)認可。目前，國內(nèi)已有多家企業(yè)推出了LPBF技術的綠激光版本，但代表性的企業(yè)無疑是希禾增材。其領先之處在于，該企業(yè)成功自研高功率綠光激光器，與其他企業(yè)形成了鮮明的技術堡壘，因此也代表著國內(nèi)甚至全球綠光金屬3D打印技術的最高發(fā)展水平。

在最近兩年相繼推出中小尺寸、單激光的綠光3D打印機之后，希禾增材將LPBF綠光版本推進至多光、大尺寸制造階段。2025年，希禾增材推出XH-M660G，設備打印高度可達1.2米（不含基板厚度），采用四激光雙向鋪粉技術。該裝備也是業(yè)內(nèi)首臺配備高功率綠激光、打印尺寸達米級的金屬粉末床3D打印機，專為航空航天等超大部件的制造設計，打印效率較傳統(tǒng)工藝顯著提升。

除此之外， 希禾增材還推出了精細打印方案， 憑借綠激光15-40μm極小光斑直徑，具備多種材料0.06mm的最小壁厚打印能力。打印成品兼顧復雜幾何精度、結(jié)構穩(wěn)定性和優(yōu)異的力學性能，為精細結(jié)構制造提供了強大支撐。

總的來說，希禾增材推出的最新綠光解決方案代表了銅及銅合金綠光金屬3D打印的最新進展。而該企業(yè)也因自研激光器，因此具有較高的技術壁壘，有望在未來航空航天領域成為新的有實力競爭者。在國內(nèi)綠激光 LPBF解決方案中，漢邦激光、鉑力特、鐳明激光等均推出有相關解決方案。

02

藍色激光送絲3D打印
銅部件增材制造的突破性進展

純銅對藍色激光 （400nm-500nm） 的吸收率達到65%，相當于常規(guī)LPBF用紅外激光的13倍。然而，關于藍色激光3D打印商業(yè)化的進展在此前非常少。

2025年3月，航天科工激光院與融速科技聯(lián)合宣布，成功研發(fā)出“藍光多激光同軸送絲增材技術”，并開發(fā)出高功率藍光陣列激光器，突破了國內(nèi)激光送絲增材技術在高反射金屬打印領域的技術瓶頸，實現(xiàn)了銅部件增材制造的突破性進展。

所開發(fā)的藍光激光器

藍光送絲3D打印過程

藍光送絲3D打印的樣品

合作雙方創(chuàng)新性地采用了六個單獨可控的高功率藍光陣列激光器，結(jié)合六激光同軸送絲技術，充分發(fā)揮了藍光激光器的高吸收率、高加工精度和高能量轉(zhuǎn)化率優(yōu)勢，以及VEAM技術的高成形精度、能量分布均勻穩(wěn)定、高材料利用率和高沉積速率特點。這一融合使藍光激光器在銅部件增材制造領域的應用實現(xiàn)了重大飛躍。這一成果標志著我國在高反射金屬增材制造領域邁入國際領先行列。

03

電子束點打印技術
解決表面質(zhì)量差、易開裂難題

點打印或點熔化技術，是電子束3D打印技術的最新發(fā)展。而銅在3D打印過程中，由于導熱性太高，特別容易產(chǎn)生熱變形。西空智造指出，點掃描策略可精準控制每個獨立熔池的凝固過程，熱擴散小。同時可減少熱積累和溫度梯度，很大程度上避免純銅/銅合金因熱應力導致的變形和開裂。除此之外，傳統(tǒng)線掃描因熱控不足易引發(fā)熔池波動和幾何變形，而點熔化通過均勻的熱歷史分布，顯著提高零件致密度（氣孔缺陷更少）和表面精度。

西空智造電子束點打印過程

西空智造點打印銅產(chǎn)品

當前，國內(nèi)西空智造，國外GE旗下增材制造公司以及freemelt，均推出了電子束點打印或點熔化技術。

04

紅外激光3D打印純銅
長周期連續(xù)作業(yè)更加可靠

采用紅外激光3D打印純銅有著固有缺點，實現(xiàn)大尺寸制造更是困難重重。2025年，易加三維推出了多款米級大尺寸純銅及銅合金打印零部件的成功案例，攻克了米級銅構件成形穩(wěn)定性、長周期連續(xù)作業(yè)可靠性等核心難題。易加三維表示，經(jīng)過多年的技術積累與工藝優(yōu)化，銅材料打印現(xiàn)已達到相當成熟的階段。

易加三維大尺寸銅合金3D打印產(chǎn)品

所展示的φ1030x175mm的銅合金部件，在176小時連續(xù)打印中穩(wěn)定控制層間應力畸變制精度，關鍵尺寸重復定位精度±0.01mm，致密度達99.97%以上，滿足航空航天領域的高性能需求。

φ735x1010mm的銅合金噴管，通過多激光成形技術與智能風場控制系統(tǒng)的協(xié)同作用，在374小時連續(xù)作業(yè)中持續(xù)穩(wěn)定打印。重復定位精度達±0.01mm。成形件經(jīng)檢測致密度達99.97%，滿足工業(yè)級高導熱部件的性能要求。φ630×450mm純銅尾噴部件，以472小時連續(xù)打印刷新純銅打印行業(yè)紀錄。關鍵流道部位的尺寸偏差控制在±0.01mm以內(nèi)，流體動力學性能提升顯著。

易加三維大尺寸純銅3D打印產(chǎn)品

三大展件均采用易加三維基于紅外激光的粉末床熔融技術，通過多激光精準定位與拼接區(qū)精度控制，使用1000W/2000W激光器參數(shù)優(yōu)化及15-53μm銅粉匹配工藝，實現(xiàn)純銅致密度≥99.96%、CuCrZr致密度≥99.97%的突破性成果。實現(xiàn)99.9%以上的成形合格率，成功突破米級銅構件技術瓶頸。

3D打印技術可以制造出具有復雜幾何形狀和內(nèi)部結(jié)構的銅及銅合金零件，而傳統(tǒng)加工工藝往往難以實現(xiàn)。這些最新的技術進展，打通了銅材料3D打印的關鍵環(huán)節(jié)，不僅僅是實現(xiàn)了穩(wěn)定成型，還在于能夠制造出高質(zhì)量的部件。

3D打印的高質(zhì)量銅部件可實現(xiàn)航天發(fā)動機關鍵部件高質(zhì)量、大尺寸、高效率直接制造，并進一步實現(xiàn)安全穩(wěn)定應用；電子設備的小型化，對于高精細3D打印的銅散熱結(jié)構和導電部件具有重要需求，能夠滿足未來手機等電子3C制造、汽車制造等多行業(yè)需求。因此，銅及銅合金3D打印技術的突破，對于航空航天、電子工業(yè)以及汽車行業(yè)具有重要價值。

注：本文由3D打印技術參考創(chuàng)作，謝絕轉(zhuǎn)載。

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