铜粉3D打印产业化突破

在金属增材制造领域，铜粉3D打印正以颠覆性的技术突破重塑工业制造格局。根据市场调研机构VerifiedMarketReports数据，2022年全球3D打印铜粉市场规模已达8.5亿美元，预计到2030年将跃升至21亿美元，年复合增长率高达12.1%。2024年市场规模已接近10亿美元，印证了年均68%的需求增速，这一增长背后是材料创新、工艺优化与产业协同的深度融合。

中体新材作为行业领军者（强强联手！中体新材与日本SHOWAKDE达成战略合作），通过自主研发的AMP工艺（气雾化金属粉末制备工艺）实现纯铜粉规模化生产，月产能突破十吨，同时攻克铜铬锆合金中锆元素烧损难题，将Zr含量偏差控制在0.1%以内，确保每批次粉末性能一致性。其开发的球形纯铜粉通过抗氧化技术将氧含量严格控制在1000ppm以内，打印件导电率达98.4%IACS，接近电解铜水平，已在电子连接器、热交换器等领域实现稳定应用。

技术瓶颈的突破加速了产业化进程。升华三维推出的PEP技术（粉末挤出打印）巧妙避开铜的高反射、高导热特性，通过“3D打印+粉末冶金”工艺实现纯铜复杂结构一体化成型，打印件致密度超99%（经粉末冶金后处理可提升至99.5%），成本较传统工艺降低30%。

而Nuburu的蓝光激光技术将铜粉吸收率从红外激光的<5%提升至65%（其中固态铜吸收率达65%，液态熔池吸收率可进一步提升至80%），打印速度提升3倍，同时消除飞溅污染，推动电动车扁线电机等高精度部件量产。

应用场景的拓展进一步验证技术成熟度：

航空航天领域：华曙高科与首都航天机械有限公司联合研发的FS621M-Cu设备，采用4台1000W掺镱激光器，成功打印直径600毫米、高度850毫米的火箭发动机推力室身部（铜铬锆合金材质），较传统旋压+机加+钎焊方案成本降低75%，研发周期缩短至15-20天。该部件通过全域智能热量管理系统实现流道结构一体成型，导热系数达345W/(m?K)，性能超越NASA开发的GRCop-42合金。

新能源汽车领域：希禾增材的绿光3D打印技术（基于LPBF工艺）为新能源汽车电机定制纯铜线圈，通过随形冷却水道设计使换热面积增加3倍，冷却效率提升70%，线圈寿命从2000小时提升至4000小时（传统工艺的2倍），故障率下降90%。该技术还支持0.8mm薄壁结构打印，助力电机轻量化与功率密度提升。

高端计算与散热领域：3DSystems与Diabatix合作开发的无氧铜液氮散热器，通过AI优化流道设计，热阻低至0.011K/W，冷却速度较传统方案提升3倍，已应用于超频CPU与数据中心液冷系统。其打印件导电率达98.4%IACS，氧含量控制在1000ppm以内，确保极端环境下的稳定性。

医疗防护领域：智利公司“铜3D”开发的抗菌口罩，采用含1%纳米铜的聚合物材料，通过3D打印实现无缝防水结构，抗菌性能较普通N95口罩显著提升，且支持滤芯模块化更换。该设计已开源供全球用户下载，推动医疗防护材料革新。

能源与催化领域：劳伦斯利弗莫尔国家实验室开发的纳米蚀刻技术，通过在铜粉表面创建纳米级纹理，将激光吸收率从传统的<5%提升至70%，打印能耗降低40%，支持热交换器、催化载体等清洁能源部件的低成本制造。该技术可使铜粉打印能量输入低于100J/mm3，接近钛合金水平，推动铜基材料在脱碳技术中的应用。

政策支持与产业链协同为产业化注入动能。工业和信息化部等11部门于2025年2月联合发布的《铜产业高质量发展实施方案（2025—2027年）》明确将高性能铜合金材料列为重点突破方向，推动铜基新材料中试平台建设。产业链上下游企业加速合作，如中体新材与新能源汽车厂商联合开发轻量化电池连接件，博威合金的多孔铜粉导热性能参数*，推动国产替代进程。

绿色制造与成本优势成为产业竞争力核心。河北宏钜的球形铜粉生产过程能耗较传统工艺降低40%，废粉回收率达95%，同时材料利用率提升至90%以上。随着蓝光激光器成本预计2025年下降50%，铜粉3D打印成本将进入$80/kg临界点，较传统机加工降低40%，推动其在电子、汽车、医疗等领域大规模应用。

从实验室到产业化，铜粉3D打印正以强劲的增长态势成为增材制造领域的新引擎，在新能源、高端制造等战略领域开辟出万亿级市场空间。

本站部分内容属转载，版权归原作者所有，特此声明！如果侵犯了您的版权请来信告知，我们将尽快删除

相关新闻