供稿人：嚴深平，張安峰，李滌塵 發(fā)布日期：2017-04-11
純Cu由于其良好的導電導熱性能，成為現(xiàn)今應用最廣泛的換熱器材料和導電材料。但純Cu由于對現(xiàn)今市面上使用最多的1064nm波長激光的反射率較高，且材料本身的導率熱較快，因此利用激光增材制造技術(shù)成形純Cu必然致使激光能量利用率低，且較難實現(xiàn)成形。電子束選區(qū)熔化成形技術(shù)（Selective Electron Beam Melting, SEBM）與以激光為熱源的增材制造技術(shù)相比，具有無反射、能量利用率高、真空環(huán)境無污染和低殘余應力的優(yōu)點，特別適合用于難熔、脆性和活性材料的增材制造。德國埃爾朗根-紐倫堡大學的研究人員利用Acram A2 EBM電子束選區(qū)熔化成形機，結(jié)合純Cu成形時對溫度敏感性較大的特點，在精確控制成形環(huán)境溫度為400±10oC條件下，利用純度為99.94%的純銅粉電子束選區(qū)熔化成形出了致密度最高達99.95%的成形試樣。
如圖1所示，隨著電子束線能量密度的增大，成形方塊試樣的致密度逐漸提高，當線能量密度大于0.275J/mm時，成形試樣致密度高于99.5%。
圖1 不同線能量密度下成形試樣致密度
如圖2所示，當線能量密度太小時（0.15J/mm），成形試樣表面粗糙，試樣中有許多熔合不良引起的缺陷；當線能量密度太大時（0.35J/mm），成形試樣由于成形過程中粉末粘結(jié)致使表面凹凸不平。
圖2 成形試樣宏觀及微觀組織形貌