Farsoon bringt Kupfer in Serie – mit einer industriereifen 3D-Drucklösung.
Kupfer und Kupferlegierungen sind aufgrund ihrer hervorragenden elektrischen und thermischen Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Duktilität besonders für Triebwerkskammern in der Luft- und Raumfahrt geschätzt. Allerdings haben ihre hohe Reflektivität im Nahinfrarotbereich (insbesondere bei 1064 nm) die Verwendung im industriellen Metall-3D-Druck bislang erschwert .
Schon 2017 entwickelte Farsoon auf seiner FS271M-Plattform eines der ersten Verfahren für Kupferlegierungen.
Aufbauend darauf brachte Farsoon 2023 eine Großformatlösung für Kupferlegierungen in Zusammenarbeit mit einem führenden Luft- und Raumfahrtunternehmen auf den Weg. Das System basiert auf dem bewährten FS621M‑System (Bauraum 620 × 620 × 1100 mm) und integriert vier ytterbium Faserlaser mit je 1000 W (1060–1080 nm), um hochreflektive Materialien wie CuCrZr zuverlässig und über längere Zeiträume druckbar zu machen .
Revolution bei Schubkammerkomponenten
Die Schubkammer einer flüssigkeitsbefeuerten Rakete steckt enorme thermische, mechanische und vibrationsbedingte Beanspruchungen weg und erfordert regenerativ gekühlte Kanäle mit höchster Präzision. Herkömmliche Fertigung wie Drehen, Fräsen und Hartlöten ist teuer und zeitaufwendig.
Mit Laser‑Pulverbettfusion (LPBF) ermöglicht die FS621M‑Cu‑Plattform monolithischen Druck von Schubkammerlinern mit optimierten Kühlkanälen. Das reduziert Montageaufwand, steigert die Wärmeabfuhr, verbessert die Leistung und verkürzt Entwicklungszyklen bei gleichzeitiger Kostenreduktion .
Technische Finessen für hochreflektive Materialien
Kupfer verursachte bisher Defekte wie Porosität, Delamination und Verzug. Farsoon begegnet diesen Herausforderungen durch:
Antireflektierende Beschichtung der Druckkammer
Intelligentes thermisches Management
4 × 1000 W Yb‑Faserlaser mit speziell abgestimmten Prozessparametern
Bestätigung durch beeindruckende Ergebnisse
August 2023 gelang der Druck eines Schubkammerliners mit Ø600 mm und Höhe 850 mm – einer der größten monolithischen Kupferlegierungskomponenten im 3D-Druck . Die Messergebnisse:
Nahezu theoretische Dichte (8,86 g/cm³)
Porenfreies Mikrogefüge
Thermische Leitfähigkeit >345 W/(m·K)
Thermische Diffusivität ≥95 mm²/s
Spezifische Wärmekapazität ≥0,35 J/(g·K)
Röntgenscans bestätigte die hohe Genauigkeit der Kühlkanäle, die nachbearbeitet (poliert) wurden, um Druckverluste zu minimieren und den Wirkungsgrad zu erhöhen .
Quantitative Prozessverbesserungen
Dank systematischer Optimierung (Pulverqualität, Prozessparametrierung) erzielte das Projektteam 2023:
Über 50 % höhere Material‑ und Teilegeometrie-Genauigkeit
Verkürzung der Produktionszeit auf 15–20 Tage statt mehrere Monate
Kostenreduktion um bis zu 75 % im Vergleich zu konventionellen Verfahren
Fazit
Mit der FS621M‑Cu bietet Farsoon erstmals eine großformatige, stabile Metall-AM-Plattform für Kupferlegierungen – ideal für anspruchsvolle Luft‑ und Raumfahrtanwendungen. Falls Sie Kupfer-AM-Anwendungen prüfen möchten, kontaktieren Sie uns gerne. Wir freuen uns.
