供稿人：严深平，张安峰，李涤尘 发布日期：2017-04-11
纯Cu由于其良好的导电导热性能，成为现今应用最广泛的换热器材料和导电材料。但纯Cu由于对现今市面上使用最多的1064nm波长激光的反射率较高，且材料本身的导率热较快，因此利用激光增材制造技术成形纯Cu必然致使激光能量利用率低，且较难实现成形。电子束选区熔化成形技术（Selective Electron Beam Melting, SEBM）与以激光为热源的增材制造技术相比，具有无反射、能量利用率高、真空环境无污染和低残余应力的优点，特别适合用于难熔、脆性和活性材料的增材制造。德国埃尔朗根-纽伦堡大学的研究人员利用Acram A2 EBM电子束选区熔化成形机，结合纯Cu成形时对温度敏感性较大的特点，在精确控制成形环境温度为400±10oC条件下，利用纯度为99.94%的纯铜粉电子束选区熔化成形出了致密度最高达99.95%的成形试样。
如图1所示，随着电子束线能量密度的增大，成形方块试样的致密度逐渐提高，当线能量密度大于0.275J/mm时，成形试样致密度高于99.5%。
图1 不同线能量密度下成形试样致密度
如图2所示，当线能量密度太小时（0.15J/mm），成形试样表面粗糙，试样中有许多熔合不良引起的缺陷；当线能量密度太大时（0.35J/mm），成形试样由于成形过程中粉末粘结致使表面凹凸不平。
图2 成形试样宏观及微观组织形貌