[发明专利]一种纯铜3D打印增材制造方法

说明书

本发明提供一种纯铜3D打印增材制造方法，属于3D打印增材制造技术领域，该纯铜3D打印增材制造方法具体包括以下步骤：纯铜增材零件的三维建模；曲面分层建立支撑；纯铜增材原料的选取；纯铜增材的打印；纯铜增材零件的热处理；纯铜增材零件的抛光；纯铜增材的质检。本发明不需要模具特别是在制造复杂物品而不增加成本，可大幅度降低零件制造成本，缩短零件的生产周期；同时可消除薄壁零件的内应力，防止零件变形；3D打印还具有尺寸精度高、表面质量好，成形件性能优异等特点；克服传统铸造法加工时造成的晶粒粗大，激光3D打印属于急热快冷的加工过程，细化零件的晶粒；所以，通过激光3D打印的零件的精度高、成形性好和综合力学性能高。

技术领域

本发明属于3D打印增材制造技术领域，尤其涉及一种纯铜3D打印增材制造方法。

背景技术

“3D打印”技术，也称为增材制造技术，属于快速成型技术的一种。它是一种以数字模型文件为基础，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将粉末状金属或塑料等可粘合材料进行逐层堆积黏结叠加成型，最终制造出实体产品的技术。3D打印的核心原理是“分层制造，逐层叠加”，与传统“减材制造”的制造技术相比，3D打印技术将机械、材料、计算机、通信、控制技术和生物医学等技术融合贯通，具有实现一体制造复杂形状工件、大大缩短产品生产周期、节省大量材料、提高生产效率等明显优势。具体来说：首先，3D打印技术的应用领域将不断扩大；其次，3D打印技术在各个应用领域的应用层面不断深入；再者，3D打印技术自身的物化形式将更加丰富。由此，该技术必然在不久的将来快速渗透到国防、航空航天、电力、汽车、生物医学模具、铸造、电力、农业、家电、工艺美术、动漫等诸多领域，深刻影响着上述领域的设计理念，并配合其他技术完善、甚至更新某些司空见惯的制造方案，使制造更为智能、简捷、绿色，产品性能更加贴近理想状态。现在3D打印技术已成为全球最关注的新兴技术之一。这种新型的生产方式与其他数字化生产模式一起将推动第三次工业革命的实现。

无氧铜具有高导电、高导热、弹性好、耐腐蚀、无磁性、氢渗透率小，以及易于机械加工和成本低等特点，被广泛应用于电力、电子、能源及石化、机械及冶金、交通、轻工、新兴产业等领域。3D打印技术是利用计算机将成形零件的3D模型切成一系列一定厚度的“薄片”，3D打印设备自下而上地制造出每一层“薄片”最后叠加成形出三维的实体零件。可实现传统加工无法或难以加工的零件。无氧铜的熔点较低、凝固收缩率大，在3D打印过程中，参数难以控制，容易形成较大的内应力。3D打无氧铜零件的难点和关键点：激光功率和打印参数以及去应力工艺的确定。

3D打印是一种快速成型技术，能够高效地将数字化三维模型制造成实体，有效提高设计、制造物体的效率。而激光3D打印金属材料的出现，颠覆了原来金属材料减材制造方法。无氧铜3D打印增材制造技术，是通过高能激光束逐层熔化纯铜粉末，进而实现任意复杂程度的纯铜零件的制造。具有快速成型，细化晶粒，结构强度高等诸多优点。

中国专利公开号为CN106346010A，发明创造的名称为一种增材制造材料的制备方法，其包括将铜粒、镍粒和锡粒分别进行清洗，除去表面杂质；将清洗后的铜粒、镍粒和锡粒分别粉碎成粉粒；再将上述粉粒在混料机中混合均匀后进行研磨，得到合金粉；将上述合金粉置于挤压模具中，再通过挤压机挤压成型，得到合金材料；再对上述合金材料进行烧结和热处理；然后将热处理后的材料与液体混合成金属粉浆料；再将浆料通过喷雾造粒机制成球状3D打印用金属粉末。

但是，现有的纯铜增材制造方法存在着零件成品的晶粒粗大，零件力学及物理性能较差和零件的精度以及提加工效率较低的问题。

因此，发明一种纯铜3D打印增材制造方法显得非常必要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种纯铜3D打印增材制造方法，以解决现有的纯铜增材制造方法存在着零件成品的晶粒粗大，零件力学及物理性能较差和零件的精度以及提加工效率较低的问题。一种纯铜3D打印增材制造方法具体包括以下步骤：

步骤一：纯铜增材零件的三维建模；