Le leghe di rame hanno stabilito una presenza significativa nel campo della produzione additiva dei metalli.
Il rame, rinomato per la sua eccezionale conduttività termica, è emerso come uno dei metalli più ricercati nel campo della ricerca e dello sviluppo della produzione additiva. Questa caratteristica lo rende particolarmente desiderabile per settori come quello aerospaziale ed elettronico, dove uno scambio termico efficiente è di fondamentale importanza. La conduttività termica del rame è seconda solo all'argento tra i metalli, ma ha un costo notevolmente inferiore. Le leghe di rame non solo forniscono prestazioni meccaniche migliorate, ma possiedono anche una preziosa conduttività elettrica.
Le leghe di rame comunemente impiegate nella produzione additiva comprendono GRCop-42 e GRCop-84 (entrambe contenenti rame, cromo e niobio), C18150 (comprendente rame, cromo e zirconio), C18200 (costituito da rame e cromo ) e GlidCop (che combina rame con ossido di alluminio). Le polveri di lega di rame presentano una delicata tonalità rosa, mentre i componenti risultanti dalla produzione additiva mostrano la classica luminosità del rame.
La NASA ha guidato l'utilizzo di componenti forgiati in lega di rame nei motori primari delle navette spaziali negli anni '70. La polvere metallica GRCop (rame-cromo-niobio) è stata sviluppata dal metallurgista della NASA David Ellis come miglioramento rispetto alle precedenti leghe per forgiatura ed è stata impiegata insieme alla spruzzatura al plasma sotto vuoto, un processo di produzione additiva di deposizione diretta di energia (DED) in grado di produrre relativamente semplici grandi-leghe. strutture in scala.
Con l’avvento della fusione laser a letto di polvere (LPBF), la polvere di rame ha trovato un abbinamento ideale nelle tecniche avanzate di produzione additiva. LPBF è un processo di produzione condotto all'interno di una camera ermeticamente sigillata che consente la creazione di geometrie interne altamente complesse, su misura per soddisfare le esigenze dei design all'avanguardia delle camere di combustione dei razzi o delle applicazioni elettroniche con piastre fredde.
Queste geometrie complesse, che supportano la produzione additiva, catturano l’attenzione degli ingegneri concentrati sulla progettazione di razzi leggeri con nuove configurazioni di propulsione per applicazioni come razzi vettori e sistemi ipersonici. La camera di spinta del razzo necessita di materiali in grado di resistere a temperature e pressioni estreme durante l'accensione. Tuttavia, poiché funziona essenzialmente come scambiatore di calore, la camera deve anche resistere ai flussi fluttuanti dei propellenti dei razzi ultrafreddi nell’ambiente circostante. I complessi canali di raffreddamento della produzione additiva, realizzati con precisione sulle pareti del propulsore, forniscono un equilibrio eccezionale a questo ambiente fluttuante, superando le possibilità geometriche ottenibili attraverso qualsiasi altra tecnica di produzione.
