这是我们系列文章中的一篇客座文章3D打印的未来. 为了庆祝3D打印行业5年的报道，我们邀请了行业领导者和3D打印专家为我们介绍他们对未来5年3D打印的看法。
拜伦·肯尼迪是SPEE3D这是一家位于澳大利亚墨尔本的高速金属3D打印公司。除了带来制造业的丰富经验和了解制造商面临的挑战外，他还领导企业战略和愿景。
3D铜打印的未来:旧金属的新时代
铜是史前人类广泛使用的第一种金属。就像金属本身的耐久性一样，铜也经受住了时间的考验，仍然是当今最有用和最常用的金属之一，从电线到仪器和船只螺旋桨，无所不包。
在制造业中，这种红棕色的金属因其极高的导电性和导热性而备受赞誉。然而，尽管铜在工业上仍被广泛使用，但它在3D打印领域的吸引力却很小，主要原因是打印过程中涉及到的技术挑战。这一切都将改变发展的几个新的3D打印工艺，特别适合3D铜打印。
铜有着清白的名声
从最初用于硬币和装饰品到今天的电子产品制造，铜因其耐用性、无腐蚀性以及作为最佳导电体之一而一直是一种受欢迎的材料。纯铜构成建筑物中大多数电缆的芯，以及电动机的绕组。此外，整个配电系统的高容量母线均由铜片、块或铸件制成。
铜的导热性也很好，是散热器和加热器芯、空调和加热系统管道以及散热器的理想材料。事实上，任何高暴露于环境中的应用都可以受益于铜的耐腐蚀性。例如，据说铜屋顶可以使用一千年。正是因为这个原因，铜是一种常用的管道材料——它经久耐用。虽然这些用途更为广为人知，但铜的防污和抗菌性能可以杀死细菌，包括MRSA等超级细菌，使其成为医疗市场的理想材料。
新技术打开了3D铜版印刷市场
虽然我们已经确定铜在制造业中有多种用途，但由于目前只有少数3D打印工艺可以制造铜零件，因此它在3D打印市场上并未得到广泛采用。一般来说，3D打印依赖于通过激光焊接制作金属部件，这是一种在计算机控制的指导下熔化金属粉末的过程。然而，这一过程对铜来说是困难的。问题在于，当被普通红外光纤激光器击中时，铜的高反射率会阻止能量吸收和熔化。此外，铜的导热性将热量从最后一个熔池带走，降低了工艺效率。
更昂贵的工艺，如电子束熔化和绿色激光熔化，最近由弗劳恩霍夫开发，在一定程度上可以与铜配合使用，但尚未被广泛采用。然而，有几种新开发的3D打印工艺可以消除热焊接，使其更适合铜加工，包括超音速3D沉积（SP3D）、结合金属沉积（BMD）和纳米粒子喷射（NPJ）。
我们正站在一个新时代的悬崖上，3D金属打印采用铜和无激光3D打印技术。这些新工艺消除了与铜相关的反射和熔化问题，并允许制造普通零件，而无需在印刷前对零件进行重大重新设计。这些例子包括用于电动汽车和公用事业的母线、高性能散热器和散热器、高速工具以及更传统的家用电器（如水龙头）。
有趣的是，这些新形式的3D打印都依赖于使用粉末铜金属。与其他常见的3D打印金属如铝和钛不同，铜粉由于其低可燃性，不需要特殊的管理流程。
铜一度被认为是一种高成本材料，难以用于复杂形状的制造，现在被视为3D打印领域令人兴奋的新兴市场。它是经济的，并且通常可以以接近贱金属的价格采购，这在使用和价格上都是双赢的。
从今年开始，我们将开始看到3D铜质印刷零件，包括电动汽车和自动驾驶汽车的高性能散热器、这些汽车驱动系统的导体、雷达和通信用波导管以及抗菌门把手等先进建筑构件。冷键合工艺甚至允许使用3D打印对现有零件进行修改，例如直接在半导体的热表面上打印铜针散热器。
3D铜打印代表了一个巨大的尚未开发的市场。现在，随着新技术的发展，3D打印铜零件的经济能力越来越强，机会也越来越多。有棘手的新应用或正在寻找创新解决方案的制造商应该考虑铜。
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特色图片显示了Byron Kennedy，首席执行官和联合创始人，SPEE3D。
