Abre nuevos de aplicación en electromovilidad, comunicaciones móviles y electrónica de consumo

La fabricación aditiva de Heraeus ha superado los obstáculos técnicos en la fabricación aditiva de componentes de cobre altamente conductores y ha optimizado el material y el proceso en una impresora estándar. El especialista en materiales y fabricación produce componentes con una densidad del 99,8% de cobre sólido y una conductividad de alrededor del 95% IACS (International Annealed Copper Standard). Alrededor del 85% de IACS es habitual en el mercado. “Con este aumento de la calidad, la fabricación aditiva de componentes de cobre altamente conductores es ahora posible, rentable y rentable en muchos sectores industriales”, enfatiza Tobias Caspari, director de Heraeus Additive Manufacturing. Sus desarrolladores suministran componentes reproducibles de alta calidad y establecen estándares en la adquisición de piezas de repuesto, que se reduce de varios meses a unos pocos días.

Experto en materiales examinando una antena de bocina de cobre microaleado fabricada aditivamente. Fuente: Heraeus.

Ejemplos de aplicaciones incluyen componentes en las áreas de accionamientos eléctricos, calentamiento inductivo, gestión térmica y otras aplicaciones que utilizan las excelentes características eléctricas y térmicas del cobre. En los procesos de fabricación convencionales, las tolerancias de fabricación son a menudo demasiado altas para lograr la reproducibilidad en procesos de fabricación especialmente sensibles, por ejemplo, en el caso de productos para elementos de refrigeración sofisticados o transmisión por láser. “También hemos resuelto este problema. Ahora estamos trabajando para aumentar aún más la conductibilidad del cobre microaleado y aplicar nuestros hallazgos a otras máquinas estándar”. La personalización es necesaria porque las máquinas de diferentes fabricantes se comportan de manera diferente. La calidad del componente está determinada por el material, el proceso y el sistema de impresión.

El cobre tiene una alta conductividad y ductilidad, pero refleja la longitud de onda del láser que se utiliza en las máquinas estándar casi como un espejo. Al mismo tiempo, la alta conductividad térmica del cobre provoca una rápida disipación de la energía acoplada. Esto da como resultado una ventana de proceso muy estrecha. La impresión 3D convencional de cobre puro es imposible debido a estas características. Hasta ahora, un enfoque para resolver este problema ha consistido en utilizar varias aleaciones de cobre, en cada caso a expensas de la conductividad y otras características como la resistencia a la corrosión. Otro enfoque para resolver este problema ha sido modificar el proceso de fabricación, lo que implica compromisos en la calidad del componente. Por ejemplo, el componente mostrará mayor porosidad si el rayo láser sólo comienza a fundir el material pero no lo funde completamente. Un tercer enfoque para resolver este problema consiste en utilizar otras fuentes láser. Todavía no existe una aplicación comercial de este enfoque.

El cobre es un material de alta conductividad y ductilidad. Fuente: Heraeus.

En Formnext 2018, Heraeus presentará su nuevo desarrollo y mostrará componentes de cobre impresos en 3D de alta conductividad. El especialista en materiales y procesos mostrará otros aspectos tecnológicos relevantes para los campos de la movilidad, la electrónica, la robótica, la hidráulica, la medicina y la industria aeroespacial. La atención se centrará en la fabricación aditiva con materiales especiales del conjunto de metales amorfos, metales refractarios, metales preciosos y aleaciones para la construcción ligera, como Scalmalloy.