铜金属宏观市场
2023年全球精铜需求消费增速为3.0%，中国铜需求增速超预期，预计2024年新兴领域带动用铜增量约2.5%。电网投资额同比增加43.7%，新能源汽车带动用铜增量显著，光伏、风电行业也给铜需求带来小幅增量。
铜金属增材制造市场发展趋势
预计2025年增材制造铜和青铜原材料消费量将增长至495吨，应用领域包括电动机及其系统、热导体、航天发动机散热部件、医疗、模具、油气、能源等。
铜金属增材制造技术
激光增材制造纯铜加工难点
铜金属具有高反射率、高导电性、高导热性等特点，给激光增材制造带来挑战。解决方案包括：
- 使用短波长激光（如515nm绿光激光和450nm蓝光激光）
- 合金化或表面改性降低反射率
金属粉末制粉技术
常见的制粉技术包括等离子雾化法、真空感应熔炼惰性气体雾化法、超声雾化法等。
增材制造铜、铜合金粉末技术要求
技术要求包括化学成分、粒度、松装密度、振实密度、流动性等。
铜金属3D打印应用
电机应用
3D打印技术可用于制造电机铜绕组、槽衬等部件，提高电机效率和散热性能。未来驱动任务对电机组件提出更高要求，3D打印技术有望改善传统制造工艺的局限性。
先进热管理应用
3D打印技术可用于制造热交换器、冷却板等热管理部件，提高散热效率。
间接打印工艺铜制造应用
间接打印工艺包括材料挤出3D打印、粘结剂喷射3D打印、DLP 3D打印等，可解决高反射金属打印问题。
铜合金火箭发动机制造应用
3D打印技术可用于制造火箭发动机燃烧室、喷管等部件，提高发动机性能和可靠性。NASA使用GRCop-42和GRCop-84铜合金制造燃烧室， Launcher E-2液体火箭发动机使用GRCop-42铜合金燃烧室。
镍-铜多材料增材制造探索
多材料增材制造技术可用于制造镍基合金-铜基合金火箭燃烧室，提高燃烧室性能。
面向增材制造的设计提升电感器线圈性能
3D打印技术可用于制造电感器线圈，提高线圈性能和耐用性。
绿激光3D打印技术纯铜制造应用
绿激光3D打印技术可用于制造热处理感应器、铜电感器线圈等部件。
电子束熔融3D打印技术
电子束熔融3D打印技术可用于制造感应器等部件。
其他应用
其他应用包括法兰、零件修复、铜合金表面改性等。
研究成果与专利
- 粉末床激光熔融铜合金增材制造
- 金刚铜复合材料增材制造
- 蓝色激光定向能量沉积纯铜增材制造
- 加速器和真空设备组件铜增材制造应用探索
- 表面改性材料，降低反射率
- 3D打印发动机-含铜应用
供应链
- 全球铜矿冶炼产量：中国占据近50%，日本（7.4%）、智利（5.2%）、俄罗斯（4.6%）。
- 全球精炼铜产量：中国占43%，智利（8%）、刚果民主共和国（7%）、日本（6%）。
- 中国铜合金产业概况：上游为铜矿开采行业及铜冶炼，中游为铜合金加工制造环节，下游行业包括电力、交通运输、建筑、电子等。
金属3D打印材料指南
指南列出了常见的航空航天领域3D打印金属材料及其性能参数。
