热点关注:  
X射线 3D打印 中广核技 中国同辐 太赫兹 新冠疫情 粒子加速器 质子治疗 电子束辐照 放射性同位素 辐照交联 辐射剂量 直线加速器

技术装备 > 辐照加工 > 正文

石墨烯技术在铜增材制造中的应用

增材制造 石墨烯 激光
发布:2021-02-24 15:05:14    

在增材制造的背景下,铜构成了某些挑战。在金属粉末AM中最常用的激光粉末床熔合常用波长下,材料仅吸收一小部分能量,从而导致印刷部件的密度低。

新近推出的石墨烯涂层大大降低了铜粉的反射率。由Uppsala University和Graphmatech提供。

Graphmatech首席执行官Mamoun Taher表示,借助Graphmatech的技术,由乌普萨拉大学教授Ulf Jansson领导的研究人员能够修饰铜粉的表面,以将反射率降低多达67%。

Taher告诉Photonics Media:“通过用石墨烯涂覆铜粉表面,改变了粉末表面特性-形态,导电性,粗糙度-改变了激光与表面相互作用的方式,并改善了吸收性能。”

石墨烯还能够在印刷过程中幸存下来,通过降低多孔性,积极地影响了打印的铜-石墨烯零件的密度。

詹森说:“开发了用石墨烯涂覆金属粉末的新工艺,为各种应用中的新材料设计开辟了非常有趣的前景。”

Taher指出,随着电气化,对铜的需求已大大增加。他认为,通过石墨烯技术来增强铜的含量,可以缓解无法满足需求的情况。

“我们的复合材料不仅意味着相同的技术性能需要更少的材料,而且我们还可以提高其他(有限度或能源密集程度较低的)材料的性能,从而有可能在一系列工业应用中替代铜和其他材料。”塔赫尔说。

该技术还可能能够减少碳排放,并有可能积极影响许多潜在的应用,包括电动汽车,电子产品和国防。

铜因其延展性和高导电性而广泛用于汽车零件和电子产品(以及许多其他工业应用)。但是由于反射率的问题,通过增材制造来制造零件一直是极具挑战性的,”塔赫尔说。他说,结果,铜零件通常是通过能耗更高,效率较低且设计灵活性较小的方法生产的。使用石墨烯技术提高铜的可加工性可能能够提高产量并减少浪费,能够在一系列常见的3D打印机上进行铜的3D打印,并生产出比纯铜更坚固,更薄且更具导电性的组件,以及节省重量和成本。

塔赫尔说,任何新材料或新技术的发展都会带来许多挑战,尽管到目前为止,研究人员尚未发现任何弊端。

Graphmatech现在正在努力扩大该技术的规模,并且已经报告了许多应用程序的进展。

“ Graphmatech正在与工业伙伴合作,不仅在广泛的涂层金属粉末产品组合中,而且还在金属复合材料,聚合物复合材料和储能方面或电池应用,”塔赫尔说。“在每种情况下,石墨烯都是根据应用和客户需求进行掺入和调整的—无论是使用流动性更好的粉末来提高冶金加工性,还是提高强度,在塑料或橡胶中的耐磨性或导电性,还是更高的密度能源储备。”

Taher还将该技术列为潜在的附加功能,即耐腐蚀性和抗菌性。其他应用包括更高效,可持续的制造,重量轻但坚固的汽车和航空零件以及更轻,更高效的电子产品。

推荐阅读

石墨烯可以保护电子设备免受电磁辐射吗?

昆士兰科技大学(QUT)和国防部合作开展的一项合作研究项目,旨在开发可印刷的超薄碳层,以保护敏感电子设备免受电磁辐射的影响。研究人员正在研究使用石墨烯(一种仅是原子单层的碳形式)作为可印刷的屏蔽材料。 2020-10-13

利用超高真空下的紫外线辐照来修饰石墨烯的结构和性能

研究人员展示了具有单层石墨烯无缺陷基面的二维分子网络的空间选择性光环加成反应。环加成反应是由超高真空下的紫外线照射触发的,不需要借助石墨烯的莫尔图案。这项工作可以为基于石墨烯的光电和微电子器件的设计和工程打开大门。 2020-12-23

激光加工设备在光伏的年产值超10亿,极大地推动光伏产业技术进步

激光技术在光伏产品生产中存在众多应用,例如薄膜电池的激光划线、晶硅电池的开膜、掺杂、激光切割、激光打孔、激光刻边等。 2020-04-28

激光辐照可轻松降解用于生产生物燃料的纤维素

2020年7月27日,由日本研究小组开发的基于激光的技术可以更轻松地降解用于生产生物燃料的植物纤维素。新技术基于一种称为无红外电子激光器(IR-FEL)的激光器,其波长在3至20μm的范围内可调。 2020-08-10

NRL制造的氩氟化物激光器取得突破 创造了新的能源记录

美国海军研究实验室的研究团队在3月5日使用氟化氩激光创造了新的能源记录。这种能量是先前记录的两倍。 2020-09-21
阅读排行榜