Las aleaciones de cobre han establecido una presencia significativa en el ámbito de la fabricación aditiva de metales.
El cobre, conocido por su excepcional conductividad térmica, se ha convertido en uno de los metales más buscados en el ámbito de la investigación y el desarrollo de la fabricación aditiva. Este atributo lo hace particularmente deseable para industrias como la aeroespacial y la electrónica, donde el intercambio de calor eficiente es de suma importancia. La conductividad térmica del cobre ocupa el segundo lugar entre los metales después de la plata, pero tiene un coste considerablemente menor. Las aleaciones de cobre no sólo proporcionan un rendimiento mecánico mejorado sino que también poseen una valiosa conductividad eléctrica.
Las aleaciones de cobre comúnmente empleadas en la fabricación aditiva incluyen GRCop-42 y GRCop-84 (ambas contienen cobre, cromo y niobio), C18150 (que comprende cobre, cromo y circonio), C18200 (que consta de cobre y cromo). ) y GlidCop (que combina cobre con óxido de aluminio). Los polvos de aleación de cobre exhiben un suave tono rosado, mientras que los componentes fabricados con aditivos resultantes muestran el brillo clásico del cobre.
La NASA encabezó la utilización de componentes forjados de aleación de cobre en los motores primarios de los transbordadores espaciales durante la década de 1970. El polvo metálico GRCop (cobre-cromo-niobio) fue desarrollado por el metalúrgico de la NASA David Ellis como una mejora con respecto a las aleaciones de forja anteriores y se empleó junto con la pulverización de plasma al vacío, un proceso de fabricación de aditivos por deposición directa de energía (DED) capaz de producir partículas de gran tamaño relativamente sencillas. estructuras de escala.
Con la llegada de la fusión láser en lecho de polvo (LPBF), el polvo de cobre encontró una combinación ideal dentro de las técnicas avanzadas de fabricación aditiva. LPBF es un proceso de fabricación realizado dentro de una cámara herméticamente sellada que permite la creación de geometrías internas muy complejas, diseñadas para satisfacer las demandas de diseños de cámaras de combustión de cohetes de vanguardia o aplicaciones de placas frías electrónicas.
Estas geometrías intrincadas, que respaldan la fabricación aditiva, captan la atención de los ingenieros centrados en el diseño de cohetes livianos con configuraciones de propulsión novedosas para aplicaciones como cohetes portadores y sistemas hipersónicos. La cámara de empuje del cohete necesita materiales capaces de soportar temperaturas y presiones extremas durante el encendido. Sin embargo, como funciona esencialmente como un intercambiador de calor, la cámara también debe resistir los flujos fluctuantes de propulsores de cohetes ultrafríos en su entorno. Los complejos canales de refrigeración de la fabricación aditiva, elaborados con precisión en las paredes del propulsor, proporcionan un equilibrio excepcional a este entorno fluctuante, superando las posibilidades geométricas que se pueden lograr mediante cualquier otra técnica de fabricación.
