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内容标题:3D打印材料之铜合金
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3D打印材料之铜合金
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张俊杰
张俊杰·头豹分析师
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关键词:
行业定义
3D打印材料之铜合金是指利用金属铜及其混合物熔融而成的铜基合金通过以同步材料送进为主要技术特征的激光立体成形技术和以粉末床为主要技术特征的选区激光熔化技术等3D打印技术为依托,通过激光、电弧和电子束等打印方法进行3D打印的手段。3D打印材料之铜合金具有高强度、耐腐蚀、耐磨、高导电和高导热等特性,主要应用于航空航天,武器装备,石化工业,汽车工业和冶金工业等领域。但金属铜及其铜合金存在反射性高、致密度低、收缩率大等缺陷。
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行业分类
3D打印材料之铜合金是一类有重要应用的关键材料。由于铜合金具有优良的导热、导电、延展、耐腐蚀等特性,铜合金在航空、武器装备等某些应用场合是必选材料。在增材制造中,铜合金材料应用较晚,但近年来呈现快速发展趋势,尤其航空航天领域铜合金增材制造应用不断取得重要进展,更促进了铜合金材料增材制造的发展。近两年增材制造行业能够明显感受到铜合金需求的增长,不断有新用户着手开发铜合金增材制造应用,材料也从早期易于成型的铸造锡青铜转向各类高强高导铜。如CuSn10、CuCrZr、CuNi2SiCr等铜合金材料由于不同的性能因此有着不同的适用场景。
AI访谈
行业特征
中国3D打印材料之铜合金行业整体发展特征表现为技术持续创新、产品绿色环保、应用场景多元化等特征。随着3D打印技术的不断发展,在绿色环保主流观念的影响下,对3D铜合金打印产品的需求逐渐提高,3D打印铜合金的应用场景逐渐多元化,整个行业呈现快速、高质量发展。
AI访谈
发展历程

3D打印材料之铜合金行业

目前已达到 3个阶段
AI访谈
产业链分析
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行业规模
3D打印材料之铜合金行业规模
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政策梳理
3D打印材料之铜合金行业
相关政策 5篇
AI访谈
竞争格局
从企业年度营业收入角度来看,第一梯队为营收超过10亿元的企业,分别是深圳创想三维和深圳纵维立方;第二梯队为营收在2-10亿元的企业,代表企业有铂力特、华曙高科、先临三维;第三梯队为营收在0.5-2亿元的企业,代表企业有峰华卓立;第四梯队为营收低于0.5亿元的企业。
AI访谈数据图表
摘要
3D打印材料之铜合金具有高强度、耐腐蚀、耐磨、高导电和高导热等特性,主要应用于航空航天,武器装备,石化工业,汽车工业和冶金工业等领域。本行业研究报告重点综述了3D打印材料之铜合金行业的发展历程、竞争格局、市场规模、产业链、行业政策等内容。目前3D打印铜合金材料的材质有待提升,降低铜对激光的反射率是选区激光熔化技术和激光立体成形技术的难点,也是提高成形件性能的关键。选取电子束熔化和黏结剂喷射技术可解决铜对激光高反射率问题,成功实现铜合金的3D打印成形,但仍然存在致密度低和收缩率大等问题,相关工艺有待进一步完善。同时还介绍3D打印材料铜合金的应用前景,并对3D打印材料铜合金行业的研究进展进行总结与展望。该词条由河北科技大学国际经济与贸易专业张俊杰于2023年7月编写完成。
3D打印铜合金材料行业定义
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Prompt
铜合金是一种由铜和其他金属或非金属元素组成的材料。在3D打印领域,铜合金是一种常用的材料选择,因为它具有良好的导热性、耐腐蚀性和机械性能。 在3D打印行业,铜合金的定义有一些差异。首先,铜合金可以根据所含铜的比例来定义。例如,黄铜是一种含有70-90%铜和10-30%锌的铜合金。这种合金通常用于制造精密零件和装饰品。另一种常见的铜合金是铝青铜,它含有5-11%铝和铜的其他成分。铝青铜具有优异的耐腐蚀性和高强度,常用于制造船舶、汽车和航空航天部件。 其次,铜合金的定义还可以根据添加的其他金属元素来区分。例如,含有锡的铜合金称为青铜,通常用于制造雕塑、钟表和乐器。含有铝的铜合金称为铝青铜,具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。含有镍的铜合金称为镍铜合金,具有高强度和耐腐蚀性,常用于制造化工设备和海洋工程。 最后,铜合金的定义还可以基于其制造工艺来区分。例如,传统的铸造铜合金是通过熔化和铸造的方式制造的,而3D打印铜合金则是通过将金属粉末逐层熔化和固化的方式制造的。这种制造工艺使得3D打印铜合金可以实现更复杂的几何形状和更精确的尺寸控制。 综上所述,铜合金在3D打印行业具有多种定义和应用。这些定义可以基于铜的含量、其他金属元素的添加以及制造工艺的不同来区分。这些定义的差异使得铜合金能够满足不同行业的需求,并为各种应用提供了丰富的选择。
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3D打印材料之铜合金是指利用金属铜及其混合物熔融而成的铜基合金通过以同步材料送进为主要技术特征的激光立体成形技术和以粉末床为主要技术特征的选区激光熔化技术等3D打印技术为依托,通过激光、电弧和电子束等打印方法进行3D打印的手段。3D打印材料之铜合金具有高强度、耐腐蚀、耐磨、高导电和高导热等特性,主要应用于航空航天,武器装备,石化工业,汽车工业和冶金工业等领域。但金属铜及其铜合金存在反射性高、致密度低、收缩率大等缺陷。
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2:知乎,3D科学谷
3D打印铜合金材料行业分类
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Prompt
3D打印材料之铜合金行业可以根据不同分类标准进行分类。在这里,我们选取最主流的分类标准,即根据合金成分和特性对铜合金进行分类。 1. 合金成分分类: - 环境优化型铜合金:主要由铜和少量的环保元素组成,如锌、锡、镍等。这类铜合金具有良好的耐腐蚀性、导电性和导热性,适合用于制造电子器件、航空航天部件等。 - 强化型铜合金:主要由铜和强化元素(如铝、锰、镍等)组成,通过固溶强化和析出强化来提高合金的强度和硬度。这类铜合金具有高强度、耐磨性和耐热性,适用于制造汽车零件、机械零件等高强度要求的产品。 - 高导热型铜合金:主要由铜和高导热元素(如铝、硅等)组成,具有优异的导热性能。这类铜合金广泛应用于制造散热器、电子器件、热交换器等需要高导热性能的产品。 2. 特性分类: - 耐腐蚀型铜合金:具有良好的耐腐蚀性能,能够在潮湿、酸碱等恶劣环境下长期使用。这类铜合金常用于制造海洋工程、化工设备等。 - 高强度型铜合金:具有较高的强度和硬度,能够承受较大的载荷和冲击。这类铜合金适用于制造高强度要求的零件和结构件。 - 高导电型铜合金:具有优异的导电性能,能够有效传导电流和热量。这类铜合金常用于制造电子器件、导线等。 以上分类对铜合金材料进行了基本的划分,各分类具有不同的特点和应用领域。环境优化型铜合金在环保要求较高的领域具有优势,如电子器件制造;强化型铜合金在要求高强度和耐磨性的领域有应用,如汽车零件;高导热型铜合金在需要优异导热性能的领域有广泛应用,如散热器制造。 在特性分类中,耐腐蚀型铜合金能够在恶劣环境下保持较好的性能,如海洋工程;高强度型铜合金能够承受较大的载荷和冲击,适用于高强度要求的领域;高导电型铜合金在电子领域具有重要应用,能够提供良好的导电性能。 总之,铜合金材料可以根据合金成分和特性进行分类。不同分类具有各自的特点和应用领域,选择适合特定需求的铜合金材料可以提高产品性能和降低生产成本。
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3D打印材料之铜合金是一类有重要应用的关键材料。由于铜合金具有优良的导热、导电、延展、耐腐蚀等特性,铜合金在航空、武器装备等某些应用场合是必选材料。在增材制造中,铜合金材料应用较晚,但近年来呈现快速发展趋势,尤其航空航天领域铜合金增材制造应用不断取得重要进展,更促进了铜合金材料增材制造的发展。近两年增材制造行业能够明显感受到铜合金需求的增长,不断有新用户着手开发铜合金增材制造应用,材料也从早期易于成型的铸造锡青铜转向各类高强高导铜。如CuSn10、CuCrZr、CuNi2SiCr等铜合金材料由于不同的性能因此有着不同的适用场景。
按材质分类
3D打印材料之铜合金分类
CuSn10
CuSn10作为一种铸造锡青铜易于成型,很多涉及铜材料的模型或工艺品打印选用CuSn10材料。CuSn10合金强度较高,耐磨和耐腐蚀性能优良,可以用于制造叶片、齿轮等耐磨零件,但其导电导热性能不高,因此对于有导电或导热要求一般不选用CuSn10。CuSn10属于目前增材制造铜合金材料中的常规产品。
CuCrZr
火箭发动机是铜合金的典型应用场景。发动机内衬及相关零部件材料要求极高,一方面由于燃烧室燃烧温度极高(超过3000℃),另一方面高温高压及高速燃气对材料有很强的侵蚀。CuCr合金是一种典型的沉淀强化型铜合金,而Zr元素的加入可以促进Cr相析出,改善析出相分布,同时Zr与Cu形成的铜锆化合物可起到沉淀强化的作用,因此CuCrZr合金力学性能优异,可以用于火箭发动机零部件制造。
CuNi2SiCr
SLM Solutions公司于2019年推出CuNi2SiCr铜合金材料产品,该材料是一种可热处理硬化合金,具有高强度以及电导率和导热率的平衡组合,同时合金中包括镍和硅成分,具有很高的耐腐蚀性和耐磨性。CuNi2SiCr本身不是一个新成分,该材料对应美标C18000合金,SLM Solutions公司率先将该材料用于增材制造并开展了材料鉴定和参数验证工作。CuNi2SiCr热处理后的强度明显高于CuCrZr等材料,同时还能保持一定的导热率和导电率,已经能够满足部分模具制造要求和导电件要求,因此在模具和电气领域将有重要应用。
GRCop-42
2019 年,NASA 研究人员宣布成功完成GRCop-42(Cu-4 % Cr-2% Nb)粉末的改造和工艺开发,该材料在保证同等高强度的前提下,大幅提高导热系数(高于燃烧室内衬用合金 NARloy-Z),替代此前的GRCop-84。因此类合金具有高导热性、强度高,主要被应用于火箭动力燃烧室内衬。火箭动力燃烧室材料被进一步优化,性能与品质得到改良。此后,在改良GRCop-42的基础上,推动其与其他金属材料组成多金属材料,也称为梯度材料,3D打印铜合金材料应用范围进一步拓宽。
[2]
1:https://m.163.com/dy/article/GLPJUKNO0532907I.html
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3:3D科学谷,中国增材制造产业联盟
3D科学谷,中国增材制造产业联盟
3D打印铜合金材料行业特征
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Prompt
中国3D打印材料之铜合金行业特征分析 在分析中国3D打印材料之铜合金行业特征时,我们选取了商业模式、竞争环境和发展前景这三个重要维度进行深入分析。 一、商业模式: 中国3D打印材料之铜合金行业的商业模式主要包括材料供应商、3D打印设备制造商和3D打印服务提供商。材料供应商是铜合金3D打印材料的生产商,负责研发、生产和销售材料。3D打印设备制造商则生产和销售3D打印设备,包括3D打印机和相关设备。3D打印服务提供商则提供3D打印服务,为客户打印出他们所需的产品。 根据数据来源,根据市场调研公司Technavio的报告,预计到2024年,全球3D打印材料市场将以每年超过20%的复合年增长率增长。这将为中国3D打印材料之铜合金行业带来巨大的商机。商业模式的成功与否取决于公司的技术实力、市场拓展能力以及与客户的合作关系。 二、竞争环境: 中国3D打印材料之铜合金行业的竞争环境激烈。在材料供应商方面,市场上存在多家供应商,包括国内外大型企业以及一些中小企业。由于3D打印技术的持续发展和市场需求的增加,新的材料供应商也在不断涌现。竞争主要体现在产品质量、价格和创新能力等方面。 在3D打印设备制造商方面,市场上也存在多家竞争对手。这些公司通过不断提升设备性能、降低设备成本以及服务质量等方面展开竞争。同时,一些大型跨国公司也进入了中国市场,增加了竞争的激烈程度。 在3D打印服务提供商方面,市场上的竞争同样激烈。一些大型公司通过建立自己的3D打印服务中心来提供服务,而一些小型公司则通过与客户建立紧密的合作关系来提供个性化的服务。 三、发展前景: 中国3D打印材料之铜合金行业具有广阔的发展前景。首先,随着3D打印技术的不断成熟和应用领域的拓展,对铜合金3D打印材料的需求将不断增加。铜合金具有良好的导电性和导热性,适用于电子、航空航天、汽车等领域的应用。 其次,中国政府对于3D打印技术的支持力度也在不断增加。政府出台了一系列鼓励政策,包括资金支持、税收优惠和研发补贴等,以促进3D打印技术的发展。这将进一步推动中国3D打印材料之铜合金行业的发展。 最后,中国制造业的转型升级也将为3D打印材料之铜合金行业带来
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中国3D打印材料之铜合金行业整体发展特征表现为技术持续创新、产品绿色环保、应用场景多元化等特征。随着3D打印技术的不断发展,在绿色环保主流观念的影响下,对3D铜合金打印产品的需求逐渐提高,3D打印铜合金的应用场景逐渐多元化,整个行业呈现快速、高质量发展。
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利润成本
3D打印材料之铜合金行业成本主要受铜合金原料成本、设备成本和人工成本等因素的影响。
中国对增材制造材料研发水平较为局限,增材制造材料整体单价相对较低,3D打印铜合金原材料成本为70-200元/kg,铜合金工业级3D打印设备成本为100-400万/台桌面级3D打印设备价格为1万/台。原材料铜合金的成本主要受原材料性能、供求关系等因素的影响;人工成本较高主要因为3D打印技术与研究人才的缺乏;3D打印设备成本较高,主要因为铜合金打印难度高,技术要求高,对设备的品质要求高。
2
竞争环境
3D打印材料之铜合金的竞争环境主要分为中国国内与国外两大市场。
在中国市场,由于铜材料易于获取且加工技术含量较低,导致原材料供应商竞争激烈。主要的企业包括铜合金原材料供应商和3D打印材料制造商。在国外市场,主要的竞争压力来自欧美发达地区,这些地区的制造商对铜合金加工技术成熟、品质稳定、产品种类丰富,并且占据了较高的铜合金原材料市场占有率。这些因素都是中国3D打印材料之铜合金发展的主要竞争对手。尽管中国在3D打印材料之铜合金行业起步较晚,且市场规模较小,但随着中国3D打印技术的不断快速发展和市场对3D打印产品的需求不断提高,中国3D打印材料之铜合金行业将面临机遇与挑战。
3
用户画像
3D打印材料之铜合金主要用户分为个人用户和企业用户。
个人用户主要为桌面级3D打印设备的需求群体,主要针对3D铜合金打印材料在试验、研发、日常使用方面的应用,具体为从事研究铜合金性能、3D打印工作、3D打印教学、艺术创造等相关人员;企业用户主要为工业级3D打印设备的需求群体,具体表现为铜合金线材和铜合金棒材等产品的生产与销售业务,主要涉及新能源、航天航空以及武器装备等领域。
4
准入门槛
3D打印准入门槛较高,对资金、技术、人才、战略有一定要求。
3D打印材料之铜合金行业对技术的要求较高,目前3D打印优质专用材料与技术主要被欧美企业所垄断,这要求中国企业在掌握3D打印技术的同时对铜合金材料研发与打印技术进行专项突破,并且需要有充足的资金与人才储备来满足技术的突破与创新,此外,还需要有高度的战略定位引导企业有明确的研发方向。
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1:https://zhuanlan.zhihu.com/p/459940378
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竞争格局
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