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Metalle für den industriellen 3D-Druck

3D-Druck Kupfer

CuCP und CuNi2SiCr

3D-Druck mit Kupfer

Der 3D-Druck hat die Fertigungsindustrie revolutioniert, indem er die Herstellung komplexer Geometrien und individueller Designs ermöglicht. Insbesondere der 3D-Druck mit Kupfer eröffnet neue Optionen in verschiedenen Branchen. Kupfer zeichnet sich durch hervorragende thermische und elektrische Leitfähigkeit aus, was es zu einem begehrten Werkstoff für Anwendungen in der Elektronik, Energietechnik und im Maschinenbau macht.

Eigenschaften von Kupfer und seinen Legierungen

Reines Kupfer besitzt eine hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit, die für die Herstellung von Bauteilen mit effizienter Wärme- und Stromübertragung unerlässlich ist. Allerdings ist reines Kupfer relativ weich und kann in bestimmten Anwendungen mechanischen Belastungen nicht standhalten. Daher werden häufig Kupferlegierungen wie CuNi2SiCr verwendet, die neben der wertvollen Leitfähigkeit auch verbesserte mechanische Eigenschaften bieten. Diese Legierungen kombinieren die Vorteile von Kupfer mit erhöhter Festigkeit und Härte, wodurch sie für den industriellen Einsatz besser geeignet sind.

  • Vorteile von 3D-Druck Kupfer
  • Gute elektrische und thermische Leitfähigkeit
  • Sehr gute Korrosionsbeständigkeit
  • Sehr hohe Zug- und Streckfestigkeit
  • Homogenes Kupfergefüge
  • Sehr hohe Dichte (> 99,5%) ermöglicht Hochglanzpolitur

Vorteile des Materials in der Additiven Fertigung

Der 3D-Druck mit Kupfer ermöglicht die Realisierung komplexer Geometrien und individueller Designs, die mit traditionellen Fertigungsmethoden schwer oder gar nicht umsetzbar wären. Durch die werkzeuglose Fertigung können Produktionszeiten und -kosten erheblich reduziert werden. Zudem erlaubt der additive Fertigungsprozess die Herstellung von Bauteilen mit internen Strukturen, die für optimierte Leistung und Effizienz sorgen. Dies ist besonders vorteilhaft für Anwendungen, bei denen Gewichtseinsparungen und spezifische Designanforderungen eine Rolle spielen.

Vorteile auf einen Blick:

  • komplexe Geometrien & individuelle Designs: Umsetzung von Formen, die mit herkömmlichen Methoden schwer realisierbar sind
  • kosteneffizient: reduzierte Produktionszeiten und -kosten durch werkzeuglose Fertigung direkt aus digitalen Daten
  • optimierte Bauteile: Integration interner Strukturen für höhere Leistung und Effizienz
  • hervorragende Wärme- und elektrische Leitfähigkeit: ideal für Anwendungen in der Elektrotechnik und beim Wärmemanagement

Anwendungen 3D-gedruckter Kupferbauteile

Die additive Fertigung mit Kupfer eröffnet in vielen Industriebereichen neue Möglichkeiten für innovative Bauteile.

Elektronik und Elektrotechnik
Dank seiner hohen Leitfähigkeit eignet sich Kupfer bestens für elektrische Komponenten wie Leistungselektronik und Antennen. Auch Spulen und Induktoren können dank additiver Fertigung effizienter gestaltet werden.

Wärmemanagement und Kühlung
3D-gedruckte Induktoren mit Innenkanälen verbessern die Wärmeableitung und steigern die Effizienz in Hochleistungsanwendungen. Wärmetauscher, Kupferkühlkörper für LEDs und Computerchips profitieren von der effektiven Wärmeabfuhr.

Maschinenbau und Automobilindustrie
Der 3D-Druck mit Kupfer erlaubt die Herstellung hochbelastbarer, individuell angepasster Bauteile. Motorkomponenten mit optimierter Wärmeleitung steigern die Leistung und Lebensdauer von Antrieben. Leichte und langlebige Kupferbauteile reduzieren zudem das Gewicht von Hochleistungsmotoren.

Medizintechnik
Kupfer besitzt antibakterielle Eigenschaften, die es ideal für medizinische Instrumente machen.

3D-Druck mit Kupfer bei FKM

Als Full-Service-3D-Druckdienstleister bietet FKM die additive Fertigung von Metallen, einschließlich Kupfer und dessen Legierungen, an. Durch den Einsatz modernster Technologien und fundiertem Know-how stellt FKM hochwertige Bauteile für verschiedene Anwendungen her. Das Unternehmen legt besonderen Wert auf Qualitätssicherung und stellt neben dem Druckprozess auch Dienstleistungen wie Finishing und Montage bereit.

Mit FKM als Partner profitieren Sie von maßgeschneiderten Lösungen für Ihre spezifischen Anforderungen im Bereich des 3D-Drucks mit Kupfer.

Kupfer CuCP

Reines Kupfer – der perfekte Leiter:

Kupfer ist ein sehr guter Wärme- und Stromleiter. Genau diese Eigenschaften sind aber auch ein Problem für herkömmliche additive Fertigungsverfahren. Weil reines Kupfer durch seine Wärmeleitfähigkeit die Strahlung herkömmlicher Laserschmelzanlagen reflektiert, statt sie zu absorbieren, konnte Kupferpulver bisher nicht geschmolzen und gedruckt werden. Mit der Entwicklung eines speziellen Reinkupfer-3D-Druckverfahrens mit grünem Laser (Reinkupfer-Lasersintern) und der Weiterentwicklung der Reinkupfer-Metallpulver in den letzten Jahren ist jetzt der kosteneffiziente 3D-Druck von hochwertigen Reinkupfer-Teilen direkt möglich.

Maximale Bauraumgröße: 250 x 250 x 310 mm

Produktblatt (PDF)
Eigenschaften 3D-Druck Reinkupfer
Mechanisch wie gebaut
  • Fließgrenze Rp0,2 150 N/mm²
  • Zugfestigkeit Rm 230 N/mm²
  • Bruchdehnung A 36 %
Mechanisch wärmebehandelt
  • Fließgrenze Rp0,2 200 N/mm²
  • Zugfestigkeit Rm 255 N/mm²
  • Bruchdehnung A 30 %
Thermisch + elektrisch wie gebaut
  • Wärmeleitfähigkeit ʎ 377 W/mK
  • Elektr. Leitfähigkeit max. 100 % IACS

CuNi2SiCr

Berylliumfreie, korrosionsbeständige Kupferlegierung

Die berylliumfreie, thermisch aushärtbare 3D-Druck Kupfer Legierung CuNi2SiCr kombiniert eine gute thermische und elektrische Leitfähigkeit mit sehr guter Korrosionsbeständigkeit und guten mechanischen Eigenschaften. Sie behält ihre hohe Festigkeit auch bei hohen Temperaturen. Deshalb eignet sich CuNi2SiCr hervorragend für den 3D-Druck von elektromechanischen Bauteilen für Hochtemperatur-Anwendungen. Sie wird häufig dort eingesetzt, wo Bauteile hoch beansprucht werden und weder Reinkupfer noch berylliumhaltige Kupferlegierungen in Frage kommen.

Maximale Bauraumgröße: 250 x 250 x 310 mm

Produktblatt (PDF)
Eigenschaften 3D-Druck Kupfer CuNi2SiCr
Mechanisch wie gebaut
  • Fließgrenze Rp0,2 190-200 N/mm²
  • Zugfestigkeit Rm 240-260 N/mm²
  • Bruchdehnung A 45-55 %
  • Elektrizitätsmodul 80 - 100 N/mm²
  • Härte 130 - 150 HL
Mechanisch wärmebehandelt
  • Fließgrenze Rp0,2 460-540 N/mm²
  • Zugfestigkeit Rm 590-610 N/mm²
  • Bruchdehnung A 18-24 %
  • Elektrizitätsmodul 100 - 150 N/mm²
  • Härte 220 - 260 HL

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