เลเซอร์สีเขียวก้าวหน้าในกระบวนการผลิตสารเติมแต่งทองแดงบริสุทธิ์

การใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติเพื่อสร้างชิ้นส่วนพลาสติกที่มีรูปร่างซับซ้อนค่อยๆกลายเป็นเทคโนโลยีประจำวันและไม่ใช่เรื่องท้าทายอีกต่อไป แต่เมื่อวัสดุกลายเป็นทองแดงสถานการณ์จะแตกต่างกัน จนถึงขณะนี้ยังไม่สามารถหลอมโลหะที่มีจุดหลอมเหลวต่ำนี้ได้ทั้งหมดและใช้เลเซอร์อินฟราเรดเพื่อสร้างส่วนประกอบที่ซับซ้อนทีละชั้น

แต่ตอนนี้ Fraunhofer Institute for Materials and Beam Technology (IWS) ในเมืองเดรสเดนประเทศเยอรมนีกำลังใช้ระบบการผลิตสารเติมแต่งรูปแบบใหม่ที่ใช้เลเซอร์สีเขียวคลื่นสั้นเพื่อทำการแปรรูปโลหะที่ปราศจากข้อบกพร่อง IWS กล่าวว่าระบบคาดว่าจะให้กำเนิดวิธีการผลิตแบบใหม่ซึ่งก่อนหน้านี้เป็นไปไม่ได้ด้วยทองแดงบริสุทธิ์ ชิ้นส่วนที่ซับซ้อนซึ่งทำจากทองแดงบริสุทธิ์และโลหะผสมทองแดงสามารถใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและยานยนต์เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของมอเตอร์และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน

ระบบหลอมลำแสงเลเซอร์ใหม่นี้ใช้เลเซอร์ดิสก์สีเขียวพลังงานสูงที่มีความยาวคลื่น 515 นาโนเมตรแทนแสงอินฟราเรดที่มีความยาวคลื่น 1064 นาโนเมตร การทดลองก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นซ้ำแล้วซ้ำอีกว่าประสิทธิภาพของแหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์อินฟราเรด 500 วัตต์ไม่เพียงพอที่จะหลอมทองแดงได้อย่างสมบูรณ์ มีพลังงานเพียง 30% เท่านั้นที่สามารถเข้าถึงวัสดุทองแดงและส่วนที่เหลือจะสะท้อนโดยโลหะ เลเซอร์สีเขียวใหม่ที่มีกำลังไฟสูงสุด 500 วัตต์นำเสนอวิธีการแก้ปัญหาที่แตกต่าง: ที่นี่ผงทองแดงจะดูดซับพลังงานที่ใช้ไปมากกว่า 70% และละลายได้อย่างสมบูรณ์

เนื่องจากทองแดงมีคุณสมบัติในการนำความร้อนและไฟฟ้าได้ดีมากหากสามารถนำทองแดงไปแปรรูปในการผลิตแบบเติมแต่งได้นั่นจะเป็นการปรับปรุงครั้งใหญ่ Elena Lopez กล่าวว่า:" ชิ้นส่วนที่ทำจากทองแดงบริสุทธิ์และโลหะผสมทองแดงมีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศอิเล็กทรอนิกส์และยานยนต์เช่นไดรฟ์ไฟฟ้าหรือเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน"

ปัจจุบันชิ้นส่วนทองแดงจำนวนมากสามารถกลึงปลอมหรือหล่อได้ อย่างไรก็ตามการใช้เทคโนโลยีการผลิตสารเติมแต่งทำให้เกิดทางเลือกใหม่สำหรับการผลิตรูปทรงเรขาคณิตที่มีความซับซ้อนสูงซึ่งเป็นไปไม่ได้ในการผลิตแบบดั้งเดิม