cnc-club.ru

Наткнулся совершенно случайно в барахолке на продажу ПМУ (порошок медный ультрадисперсный), фракция ~7микрон, сферическая. Если посмотреть на спектр отражения чистой меди



излучение 450нм(длинна волны доступных достаточно мощных лазерных диодов) поглощаются на ~50%, для порошка я думаю поглощение будет ещё чуть больше.

Предположив, что минимальный слой который можно получить механизированным скребком 70мкм (10 фракций в высоту, от балды), диаметр пятна лазера те-же 70мкм (тоже от балды), начальную температуру порошка 20 градусов, температуру плавления меди 1083градуса, плотность порошка 3.5г/см3 (максимальная из ТУ), скорость сканирования 100мм/сек, коэффициент поглощения 50%, получил необходимую оптическую мощность лазера 1,67Вт.

Под эти требования вполне подходит относительно недорогой osram PLPT5 450KA (2.2Вт).

Вроде как можно попробовать собрать свой SLS принтер для печати проводящих радиоэлектронных конструкций, или печатных плат, но:

1) Какой вообще минимальный слой нанесения порошка скребком, можно ли его рассчитать без экспериментов?

2) Пятно каких размеров реально получить на китайских лазерных модулях на подобии NEJE N30610? Судя по даташиту на лазерный диод угол излучения 8.5х48градусов, какой оптикой можно собрать в точку?

3) Спекание медного порошка в воздушной среде, есть ли подводные камни?

R6MF49T2 писал(а): ↑ необходимую оптическую мощность лазера 1,67Вт.

Это из каких соображений? Нагрев объема по теплоемкости за время? Тогда вы забыли теплоотвод учесть, а поскольку медь очень теплопроводна, к цифре придется пару ноликов добавить. Посмотрите например резку меди на обычных волоконных лазерах, какая там мощность и толщина меди возможна.

Kost_irk писал(а): ↑ Это из каких соображений? Нагрев объема по теплоемкости за время?

Да, энергия на нагрев и плавление заданного объема за заданное время.

Kost_irk писал(а): ↑ Тогда вы забыли теплоотвод учесть, а поскольку медь очень теплопроводна, к цифре придется пару ноликов добавить.

Забыл. Теплопроводность порошка неизвестна (точно меньше монолита), расчет тоже не тривиален(нестационарный процесс сложной геометрии). Очень приближенно, почти на глаз, от 2 до 5 Вт, надо в солиде попробовать смоделировать.

Kost_irk писал(а): ↑ Посмотрите например резку меди на обычных волоконных лазерах

А какая там длинна волны? Медь за зелёным спектром практически ничего не поглощает.
Ну и на большей длине волны получаем большее пятно лазера, меньшая удельная мощность. И резка это два фазовых перехода, нагрев-плавление/нагрев-испарение, энергии не сравнимы.

у Nick спрашивал по поводу печатью медью на их принтерах https://ru.3dlam.com/
Не шибко горят желанием печатать медью, так как медь заплевывает все вокруг.
Печатать 2.2вттным лазером медь
Nick используют лазеры 300-500ватт.

Мы пробовали спекать 60 ваттным СО2 лазером металлический порошок. И он спекался

aftaev писал(а): ↑ медь заплевывает все вокруг.
...
используют лазеры 300-500ватт.

Уж не в этом ли дело?

aftaev писал(а): ↑ Мы пробовали спекать 60 ваттным СО2 лазером металлический порошок. И он спекался

СО2 это же около 10мкм, там поглощение дай бог пара процентов. На синем лазере поглощение в 25 раз больше, то есть 60Вт СО2 примерно эквивалентно 2.4Вт синего лазера для меди. А какой толщины слой был и примерно размер пятна лазера?

R6MF49T2 писал(а): ↑ Теплопроводность порошка неизвестна (точно меньше монолита)

А причем тут теплопроводность порошка, если вам слой нужно к предыдущему припекать? Надо монолит считать, но там тоже не все тривиально, по мощности диодного лазера точно не хватит.

R6MF49T2 писал(а): ↑ Уж не в этом ли дело?

У лазеров моща не регулируется? Есть подозрение, что с 300ватт можно скинуть мощь ватт до 3-30. У Nick в принтерах стоит сканаторная голова, то есть скорость перемещения луча большая, для того моща и нужна.

R6MF49T2 писал(а): ↑ СО2 это же около 10мкм, там поглощение дай бог пара процентов.

Порошок состоял из того, чего нет на твоем графике в первом посту.

R6MF49T2 писал(а): ↑ А какой толщины слой был и примерно размер пятна лазера?

Насыпали порошка примерно 10мм, выровняли и прошли по нему лазерным СО2 гравером.

R6MF49T2 писал(а): ↑ На синем лазере поглощение в 25 раз больше, то есть 60Вт СО2 примерно эквивалентно 2.4Вт синего лазера для меди.

Предлагал обладателям синих лазеров, попробовать пройтись по мет.порошку. Но желающих что то не нашлось.

с медью есть проблемы в плане спекания - шарики быстро покрываются толстым слоем оксида, который не клеится. также оч большую роль играют условия хранения порошка. если это просто пакеты в доступом влаги и воздуха, то смесь непригодна к лазерному спеканию. убрать оксидный слой с шариков нетривиальная задача. с хромоникелевыми шариками таких проблем нет - у них оксидный слой очень тонкий и стабильный, у меди же он со временем растёт, как и у стали. если решить проблему с порошком, он есть чистый, хранился в азоте, то его также спекать на воздухе нельзя. но наполнить камеру инертным газом в нынешних реалиях не составляет проблем. азот-аргон-гелий и тд.

donvictorio писал(а): ↑ аргон-гелий

аргон-водород для восстановления?

Есть шанс, что помимо восстановления вода понизит кпд лазера +довольно ощутимое охрупчивание меди, насыщеной водородом. Это вариант, но надо экспериментировать. Тут бы больше подошел гелий-водород, чтобы компенсировать теплопотери на восстановление.

aftaev писал(а): ↑ аргон-водород для восстановления?

Попробую поднять "некротему": а реально ли наплавлять порошок с каким-либо солевым флюсом (хлорид-фторид-карбонат)? Либо вообще пасту.

Ну и есть другой вариант - наносить медь гальваникой и лазером выжигать покрытие.