銅粉末冶金在3D打印中的應用,已從“實驗室概念”快速走向高價值零件的批量落地。結合2025年產業動態,可歸納為6條主線:
復雜結構散熱器與熱管理件
銅本身導熱系數≈400 W/m·K,用選區激光熔化(SLM)或粘結劑噴射(Binder Jetting)可一次成形帶微通道的液冷板、均溫板(Vapor Chamber)和火箭燃燒室內襯,省去傳統焊接或釬焊,泄漏率降低一個量級。
高導電射頻/微波器件
CuCrZr、CuNiSi 等可打印合金電導率保持 ≥90 %IACS,同時抗拉強度 600 MPa 級,適合做5G基站濾波器諧振桿、天線振子、衛星 Ku 波段波導,減重 30 %,插損降低 0.1 dB。
電機與功率電子銅排
新能源汽車驅動電機定子槽楔、轉子端環、IGBT 正負極銅排,采用 3D 打印“隨形銅排”可把電流路徑縮到短,電阻下降 8 %–12 %,連續電流密度提升約 1.5 倍,已被特斯拉、比亞迪列入下一代平臺驗證件。
航天推進與燃燒組件
液氧/甲烷火箭發動機再生冷卻噴注器,內部通道曲率復雜,傳統加工需 20 余處釬焊縫;改用 CuCrNb 或 GRCop-42 粉末 SLM 成形后,焊縫減至 2 道,重量減輕 25 %,熱循環壽命 > 100 次,SpaceX、藍色起源已批量采購。

醫療植入物與器械
多孔純銅及 Cu-Ti 合金通過 3D 打印可控孔隙率 55 %–75 %,孔徑 400–600 μm,既滿足骨長入又利用銅離子抗菌性;顱骨修復網、牙科種植體已獲 ISO 10993 認證,臨床骨整合速度比 Ti-6Al-4V 快 1.8 倍。
隨形冷卻模具嵌件
注塑模具局部 hotspots 區域插入 3D 打印 CuNiSiCr 隨形水路鑲塊,冷卻時間縮短 20 %–40 %,翹曲變形量下降 30 %,對筆記本外殼、光學透鏡等高精度塑件效果明顯,富士康、海爾模具有規模化案例。
技術關鍵點
粉末:需高球形度(≥0.9)、低氧(≤300 ppm)、D50 15–45 μm;國內亞洲新材、南方科大團隊已突破等離子超聲霧化+真空感應氣霧化,批量供應 CuCrZr、CuNi2SiCr、CuFe 等合金粉。
工藝窗口:SLM 激光功率 350–500 W、層厚 0.02–0.03 mm、掃描速度 600–900 mm/s;需惰性氣氛氧含量<50 ppm=""> 后處理:通常需要 950 ℃/2 h 熱等靜壓(HIP)+ 固溶時效,抗拉強度可再提高 8 %–12 %,導熱/導電性能損失<3> 簡言之,銅粉末冶金在3D打印領域已從“能打印”演進到“打印出性能優于傳統”的階段,并在航天熱管理、新能源電驅動、高功率射頻和醫療植入等高端場景率先放量,成為銅加工產業增長快的細分賽道。