瑞典利用石墨烯技术助力铜材增材制造

2021-02-27 15:09

日前，乌普萨拉大学研究人员与石墨烯材料公司Graphmatech合作，发现使用石墨烯涂层可以显著降低铜粉的反射率。这项工作可以通过激光增材制造（AM）实现更密集的打印部件。

在增材制造中使用铜是极具挑战性的。原因在于：在激光粉末床熔融（这是金属AM中最常见的技术）的常用波长下，只有一小部分能量能被材料吸收，直接导致打印物件的密度很低。

Graphmatech首席执行官Mamoun Taher表示，利用Graphmatech的技术，研究人员－能够修改铜粉的表面，使反射率降低67％。

据媒体了解，Taher表示：＂通过在铜粉表面涂覆石墨烯，改变了铜粉表面特性，具体来说就是铜粉形态、导电性和粗糙度，进而改变了激光光与铜粉表面的相互作用方式，改善了铜粉的吸收特性。＂

石墨烯还能够在印刷过程中存活下来，这对印刷的铜－石墨烯部件的密度产生了积极影响，使其减少了多孔性。

乌普萨拉大学教授Ulf Jansson表示：＂开发出的用石墨烯涂覆金属粉末的新工艺，为设计各种应用的新材料开辟了非常有趣的前景。＂

有助于减少碳排放

该技术还可能能够减少碳排放，并有可能对一些潜在的应用产生积极影响，包括电动交通、电子和国防。

Taher说：＂由于铜的延展性和高导电性，铜被密集地应用于汽车零部件和电子产品（以及许多其他工业应用）。但由于存在反射率的问题，通过增材制造制造零件一直极具挑战性。＂

他补充道：“铜零件通常是通过能耗较高、效率较低、设计灵活性较低的方法生产的。利用石墨烯技术改善铜的加工性，或许能够提高产量，减少浪费，能够在一系列常见的3D打印机上实现铜的3D打印，生产出的部件可能比纯铜更强、更薄、更导电，同时还能节省重量和成本。”

Taher表示，任何新材料或新技术的开发往往会带来一些挑战，不过截至目前，研究人员还没有发现任何缺点。

Graphmatech目前正在努力扩大该技术的规模，并已经报告了在一些应用中取得的进展

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