位于德国亚琛的弗劳恩霍夫激光技术研究所ILT将于11月14日至17日在德国法兰克福举行的今年形式的展览会上展示铜材料选择性激光熔化(SLM)的新方法。采用绿色激光器的新工艺应为用户提供首个经济高效的AM方法，用于纯铜和高导电铜制成的元件。
作为由AiF德国工业研究协会联合会资助的研究项目的一部分，Fraunhofer ILT的研究人员正在寻求开发SLM工艺，使其更适合由铜合金和纯铜制成的元件的增材制造。特别是纯铜对于最终用户来说是一种极具吸引力的选择，因为它比铜合金更具导电性和导热性。
“根据表面特性，纯铜反映了常规使用的1微米波长的大部分激光辐射，”快速制造集团研究员Daniel Heussen说。结果，只有一小部分激光能量沉积在材料中，因此可用于熔化过程。反射的辐射也会损坏系统的组件。此外，当材料从固态转变为液态时，红外光材料的吸收率迅速上升，从而引发不稳定和间歇的重熔过程。
使用波长为515nm的绿色激光，纯铜的吸收率要高得多。这意味着稳定过程需要较少的激光功率输出。此外，激光束可以更精确地聚焦，使其能够使用新的SLM工艺制造更精细的部件。2017年底，Fraunhofer ILT将设计一种专门开发的激光光源，采用绿光而非红外光。
根据Heussen的说法，“我们希望更均匀的熔池动力学，这样我们就可以构建具有高材料密度的组件，并实现其他积极效果，例如更高的细节分辨率。”
由于市场上没有绿色激光光源满足SLM工艺的边界条件，Fraunhofer ILT的激光光束源开发部门正在他们称之为“绿色SLM”的项目中建立自己的激光光源。目的是为单模操作创建高质量激光器，在绿色波长(515 nm)的连续工作(cw)下最大输出功率为400瓦。“绿色SLM”实验室设置预计将于2017年底完成。此后，Fraunhofer ILT将进一步发展其流程，作为由AiF资助的研究项目的一部分。
未来的主要目标是创建一个可靠的工艺，工业用户可以通过该工艺添加制造具有中空结构和底切的复杂几何形状的纯铜。该工艺可用于高效热交换器和散热器，或用于小批量生产精密，复杂的电气元件。
在珠宝设计领域，绿色激光可以提供比传统技术更复杂，更可重复的复杂结构制造工艺。与其他添加剂方法(如电子束熔化(EBM))相比，科学家们希望在生产中具有更高的细节分辨率和更高的成本效率。绿色激光不仅适用于铜，也适用于珠宝行业的有色金属和贵金属。“然而，在我们实现这一目标之前，我们仍然需要克服过程和系统开发中的一些障碍，并获得对新波长使用的更深入的过程理解，”Heussen补充说。“这是目前公共资助项目的目标，该项目将持续到2019年中期。”