如今，3D打印技术不仅可以制作形状复杂的塑料艺术品，还被广泛应用于各行各业。但纯铜和塑料却不同，现在还不能使用红外激光对纯铜实现完全熔化，以构建复杂的工件。对此，位于德国亚琛的弗劳恩霍夫材料与束技术研究所（FraunhoferIWS），采用了一种新型的增材制造系统，其装载的短波绿色激光束能轻松熔化铜。

通过使用该技术，使以前无法构建的铜制工件成为可能。至此，未来由纯铜、铜合金材质构成的复杂部件，也将被应用于航空航天、自动化等工业领域，为提高电动机和热交换器效率提供了保障。

如今，弗劳恩霍夫材料与束技术研究所通过全新的增材制造系统，设计制造兼具导热性和导电性的纯铜制件。在电子电力行业，这些纯铜组件能提供更高效的电动机和散热器。并且，纯铜组件在线圈和传感器上的应用也变得有可能。通过增材制造生产的铜组件，特别适合安装在紧凑型设备里，同时保证高效率和高性能。例如未来电子电力设备中的高效散热器，以及卫星电力驱动使用的特制线圈，太空推进系统的冷却系统等。

配备同等设备的研究机构屈指可数

在萨克森，这种全新的激光束熔化系统还是独一无二的，甚至在德国其他地方也不多见。替代1064nm红外波长，该系统采用的是515nm高能量密度的盘状绿色激光束。“以往的实验表明，即使红外激光功率达到500W，还是不能有效熔化纯铜制件，”该项目负责人SamiraGruber表示。

实际上，采用红外激光对铜件进行作业时，只有30%的激光能量进入工件内部，其余大部分能量被铜反射掉。但用500W绿光激光加工时，却得到了不一样的结果。这次铜件吸收了70%的激光能量，从而实现了理想的熔化效果，这也将大大提升增材制造领域中铜件的

参与率。

纯铜是导电和导热的绝佳材料

因为铜具有优异的导电性和导热性，所以如果在增材制造领域能广泛应用，铜件也将发挥其最大优势。“当前在航空航天、电子、汽车行业，铜件或是铜合金制件扮演着十分重要的角色，”研究所增材制造设备带头人ElenaLopez对此强调。

ElenaLopez进一步谈到：“相比传统铝制工艺方法，通过增材制造生产的铜件在特定体积的电导性上表现得更为出色，这也是生产高性能小型设备厂商非常感兴趣的地方。目前，铜件在机械加工、铸件领域中应用广泛，然而增材制造技术将重新诠释加工工艺，为制造复杂几何形状的工件提供解决方案。”

紧凑高效的设计带来更高的性能

“现在，由增材制造带来的几何外形灵活性的增加，为进一步延长铜质组件的冷却能力提供了机会，从而延长了铜质组件整体的使用寿命，”SamiraGruber解释道。据悉，研究人员采用的方法是，重新设计激光器的冷却通道，从而让作业中的液体和气体压力损失降至最低，让更多的激光能量被工件表面吸收。

增材制造：萨克森研究人员参与其中

研究所的这项新设备是通过“智能制造与材料”工艺中心发布的。该中心是由开姆尼茨工业大学（TechnischeUniversitätChemnitz）、德累斯顿工业大学（TechnischeUniversitätDresden）和弗劳恩霍夫材料与束技术研究所（FraunhoferInstitutesIWS）联合发起的，其中心成员还有像ENAS、IWU、IKTS，该中心旨在推动创新工业制造和工业4.0。

目前这台“TruPrint1000”机器装备在德累斯顿增材制造中心。未来，研究人员将与德累斯顿的科学家们一起，在增材制造工艺研发上继续投入。