用于电感器的铜 3D 打印

1。简介：不知从何而来的热量

感应加热是一项令人着迷的技术：高频交流电流过铜线圈（感应器）。该线圈产生强大的、看不见的磁场。如果您将一块金属（例如齿轮）放入该磁场中，磁场会在金属中感应出涡流，齿轮会在几秒钟内加热到 1,000 °C 以上，而铜线圈本身仍然冰冷。

该工艺在全球工业中用于硬化（表面硬化）、焊接和熔化。挑战：铜线圈必须精确包围待加热组件的形状。铜 3D 打印正在彻底改变这些高度复杂的电感器的生产。

2。手工弯铜管的问题

传统上，电感器是由经验丰富的工匠（铜匠）用直铜管弯曲、钎焊和锤打而成。这有严重的缺点：

• 几何限制：狭窄的半径会使水道变窄、管道扭结、水流受阻 - 线圈会烧坏。
• 缺乏可重复性：没有一个手工弯曲的电感器与另一个完全相同。磁场变化极小，这会导致汽车硬化传动齿轮出现致命的质量波动。

3。 3D打印解决方案（PBF-LB）

利用激光粉床熔融 (PBF-LB) 和纯铜粉（通常用绿色激光印刷），电感器不再弯曲，而是通过数字方式生长成形。

• 复杂磁场：3D 打印机可以以待硬化部件的完美负压印形式打印线圈（例如复杂的凸轮轴）。磁场绝对均匀地作用在齿轮的每个凹槽上。
• 优化内部冷却（随形冷却）：3D 打印机中的内部冷却通道可以设计成流线型、有角度、多通道或内置涡流结构（用于湍流），而不是圆管。这极大地提高了冷却性能并极大地延长了线圈的使用寿命（使用寿命）。

4。通过整体实现长寿

传统的电感器通常由 20 个单独的部件（管子、配件、喷嘴）组成，这些部件需要费力地焊接在一起。每个焊缝都是一个热和电薄弱点。

3D 打印电感器是完全整体式的（由单个实心铜块制成）。没有焊缝。接头处的热疲劳裂纹已成为过去。如果需要最小的壁厚，您只需精确地打印它们即可。

5。结论：数字化飞跃

纯铜电感器的 3D 打印是 PBF 系统最有利可图的应用领域之一。大大延长的使用寿命（通常增加 3 至 5 倍）、100% 的几何再现性以及线圈设计（拓扑优化）方面令人难以置信的自由度，使得手工弯曲电感器对于复杂的工业硬化工艺越来越过时。