铜被认为是一种可以加速未来航空航天生产的材料。例如，私人投资的Ursa Major公司从其位于俄亥俄州扬斯敦的增材制造实验室交付了一个基于铜的3d打印火箭发动机燃烧室。然而，一个挑战是现有的高温金属合金零部件供应链是有限的。然而，发展仍在继续。
EOS北美金属技术高级经理Ankit sahara博士讨论了铜和增材制造如何加速航空航天生产和其他潜在领域。
强积金:
增材制造在处理铜材料方面如何优于传统方法?
撒哈拉沙漠的:
老实说，就添加剂而言，铜和其他材料没有什么不同，所以我想说，添加剂制造为其他材料提供的许多标准好处仍然适用。我可以追求更好的设计，更好的功能集成，更好的供应链健壮性等等。我想我们也很快意识到我们可以用铜做更精细的细节分辨率，特别是增材制造，取决于层厚度，取决于激光光斑的大小，这超出了今天传统制造所能做到的。另外，当然，如果你计算新合金提供的惊人的可能性，不仅仅是纯铜，还包括传统的合金，如铜铬锆，或者我们谈论NASA的合金，如GRCop-42和84,GRCop-42现在在航天工业中很流行。这只是我们塑造铜故事的开始。
我认为铜本身将在AM方面提供一个非常突出的标志我们都知道添加剂开始于航空航天和医疗现在它已经起飞了，特别是在太空方面。如果我们谈论的是太空，再生冷却的概念，航空刺突发动机的概念，RDRE发动机的概念，它们都可以通过增材制造实现。如果我们谈论再生冷却，这不是一个新概念。传统上，你要直接通过钻孔穿过腔室和衬垫来冷却零件，但现在能够以螺旋的方式绕着零件旋转这与推力室和衬垫的几何形状紧密相连，你就能得到更有效的冷却。同样的道理也适用于航空发动机。它们是NASA几十年前的技术，但直到现在才真正发生了什么，公司现在开始探索它们，因为添加剂提供了一种更可靠、更经济的生产这些硬件的方法。
强积金:
现在，我知道因为铜是耐高温的材料，它主要用于航空航天的发动机部分。铜在航空航天中还有其他用途吗?
撒哈拉沙漠的:
肯定。我认为铜是一种非常导电的材料，它不仅仅是从空间的角度用于推力室和衬垫。它也可以用于热交换器的应用，这在行业中也很普遍。历史上，这是用AlSi10Mg完成的，它是3D打印市场或增材制造市场的铝合金，但人们现在意识到铜也有一些独特的好处，高导电性，现在可以在增材制造中处理铜，特别是激光粉末床熔合。他们意识到他们可以把一些铝组件换成铜组件，尽管这样可以获得更好的热连接性能。
强积金:
当工程师在增材制造中使用铜材料时，有什么设计技巧需要注意的吗?
撒哈拉沙漠的:
铜本身就是铜，这是非常令人兴奋和独特的，因为它运行起来通常比其他材料要热得多。我的意思是，你必须投入更多的能量才能维持一个稳定的熔池。关于铜的问题是，你输入的热量越多，它散发的热量就越多因为铜是一种很好的热导体。这就是铜的挑战所在，要能管理好它，要能管理好一个普通的熔池。一般来说，可靠地熔化铜所需的热输入或激光功率或其他因素导致铜熔池略大于其他材料的熔池。但就像我说的，随着软件工艺和材料创新的进步，新事物正在成为可能，我们试图看到，我们能突破极限，在纯铜上实现小于150微米的壁厚吗?这将真正改变热交换器技术或应用方面的游戏。
强积金:
为什么呢?
撒哈拉沙漠的:
用更薄的型材，你可以把这10种型材中的更多装在一种紧凑的方式中如果我们从热交换器的角度来看，我有更多的表面，我就能更好地传导热量。当我们谈论下一代热交换器或者蒸汽室或者类似的设备时，这是很重要的。正是这种设计将为未来解锁更多内容。
强积金:
用添加剂法处理铜有什么环境方面的考虑吗?
撒哈拉沙漠的:
我不认为有任何特别的考虑需要在今天的行业已经知道的。所以任何对钛和铝有控制的人都可以很好地生产铜。
强积金:
除了你提到的铜如何有效散热之外，工程师在使用铜和添加剂时，还有什么缺点需要注意的吗?
撒哈拉沙漠的:
是，是也不是。我的意思是，就像我说的，铜是非常具有挑战性的，它是一种更令人兴奋的材料。所以历史上，当人们看材料和工艺参数时，对他们来说真的很容易。假设人们有一个m290他们有一个m290的参数。现在他们想用m400 -4，一种更大的机器。今天很多人所做的是，把290上可用的参数，然后逐个转换它们，只做一些小的修改，你就在一个很好的起点上。
但这对铜不起作用。由于材料的高导电性，工艺窗口在不同的机器上变化因为在m290上有一个更小的制造板，是250毫米，所以它是一个更小的散热器，相比之下，在m400 -4上有一个更大的板，是400毫米，它是一个更大的散热器，所以你必须在工艺参数方面进行补偿。这就是一个挑战所在，铜的工艺开发用于不同的材料本质上意味着你要从零开始。但是，是的，不像其他材料。
强积金:
增材制造和铜在电子产品中有什么应用吗，比如印刷电路板或类似的东西?
撒哈拉沙漠的:
当然有。我们的机器不能做印刷电路板。在电路板上印刷电路，那不是粉底床。在我看来，现在肯定有其他技术可以做到这一点，也正在这样做，但我们通常在电子方面的突出之处仍然是在航空航天方面的应用。现在我们来谈谈电子方面。我们讨论的是热交换器，蒸汽室，从一个非常高的层面上考虑，热交换器在电子产品或消费市场中需要在哪里，我们所做的所有这些数据。我们总是谈论我们能多快地驱动互联网，我们能多快，千兆字节的数据被存储在云端，你的照片和一切。所有这些都托管在世界各地的数据中心上所有这些数据中心都托管着所有这些数据，它们运行得很热。
有时你需要特殊的冷却器来冷却整个建筑因为服务器运行得很热，所以这里就需要热交换器。问题是，“嘿，我们如何才能制作有效的热管理系统来冷却服务器机架?举个例子，如果有意义的话。这将对我们如何存储数据，如何管理数据，以及如何跨站点管理数据产生巨大影响，特别是现在，一些国家要求我国公民的数据必须留在我国境内，因为这是数据的挑战。一旦它在云端，它就在云端。它没有任何物理位置。
强积金:
所以，我们主要使用纯铜还是铜合金?范围是多少?
撒哈拉沙漠的:
我想说的是，在需要纯导电性的应用中，比如热交换或蒸汽室等，人们主要使用纯铜和低铜合金。所谓低铜合金，我指的是主要是铜，但添加少量添加剂以获得更好的加工性能或其他所需的性能。另一方面，我们在谈论航天工业我们在谈论更好的抗氧化性，我们在谈论更好的导热性，但同时，强度，然后我们在谈论合金，比如铜铬锆。我们说的是像GRCop-42, GRCop-84这样的合金，所以这是一个合理的组合。
在这一点上，我想说，在一个应用中，如果我必须猜，在一个猜测估计，一个有根据的猜测是，今天80%的应用将是合金铜，比如铜合金，但我想说20%的应用将是纯铜，低铜合金，但不仅是在电子方面，也在汽车方面。想想感应器，想想机器人杆或电动汽车，这也是一个正在发展的领域。所以我觉得在未来这个比例将会是一半一半，但是现在铜合金方面的比重很大因为航天工业现在正引领着这种材料的采用。
强积金:
所以在这一点上，你认为添加剂技术是否已经达到了它所需要的先进程度来处理铜的使用和各种各样的应用，还是机械本身需要更多的技术发展?
撒哈拉沙漠的:
我个人认为我们永远不会到那一步。这是一段旅程。这只是我个人的观点，但我肯定这是一个开始。想想六、七年前，那时人们想做铜，但我们在讨论，“嘿，如果激光被反射回光学系统呢?我要激光反向散射做什么?我该如何应对这么大的热量?”但是现在我们讨论的是如何制造更多的合金。我们怎样才能使铜具有更好的强度和更快的速度?因为现在的问题不是我们能不能做铜。现在我们可以做铜，我们可以做什么铜呢?
我认为下一件事是，我们能多快地驱动这个过程，因为铜的过程仍然相对较慢，但我认为随着技术的新进步，特别是在光学方面，我们是否在讨论更强大的激光器，我们在讨论不同波长的激光器，更好的软件技术，以及能够控制激光粉末床融合机上的扫描包如何被控制。我认为这将是一场比赛，它将会改变，但它永远是一段旅程。
强积金:
你对铜和增材制造有什么最后的想法吗?这个行业的未来会是什么?
撒哈拉沙漠的:
有一件事我总是想补充的是，说我想要铜，我想要这个铜，我想要那个铜总是很容易的，人们会进行比较，这是公平的，但非常重要的是要意识到每一个铜都适合每一个独特的应用。这并不像我可以切换纯铜与铜合金或铜合金与纯铜，这取决于应用程序的需求。现在总是有一个问题，特别是在航天工业中，没有争论，我想说，但是有一个跷跷板在GRCop-42和铜铬锆之间。我们有NASA，他们正在推动采用GRCop-42，而不是传统的铜铬锆，这两种材料都有一些警告，因为GRCop-42，作为一种较新的材料，仍然需要成熟它的供应链，而铜铬锆的另一方面，供应链更强大。甚至在定价点上，两者也存在巨大差异。有时价格的差异是三倍或四倍。
所以我总是想告诉人们的一件事是，记住材料，保持它们的本质。你在比较苹果和橘子，我们肯定会…我们很快就会推出一篇简短的文章，主要是比较铜铬锆和GRCop-42，所以我想请你们的听众，在LinkedIn上留意一下。这个很快就会出来。
这些就是我所有的问题，非常感谢你的时间，Ankit。
撒哈拉沙漠的:
谢谢你，莱斯利。和你谈话真的很愉快。
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