铜基复合材料是电子散热、新能源、航空航天领域的核心功能材料，其中金刚石 / 铜凭借远超传统铜合金的热导率，正成为高功率芯片、高端器件散热方案的核心选择。但传统制备工艺研发周期长、复杂结构成型难，且高温过程易损伤金刚石等增强相，始终制约着材料性能突破。

       粘结剂喷射（BJ）3D 打印技术的出现，为这一难题提供了新的技术路径。今天我们就以金刚石铜体系为例，聊聊 BJ 工艺的独特价值、对比 SLM 的局限，以及对应的研发优化思路。

      目前森工科技正开放免费材料打印测试，少量粉末即可验证工艺适配性，文末可直接预约。

森工科技科研级粘结剂喷射（BJ）3D打印机

一、BJ 打印金刚石铜，核心价值在哪里？

       相比传统粉末冶金、熔渗以及SLM等工艺，BJ的特殊价值在于：将“复杂结构成形”与“高温致密化”分开进行，为金刚石铜等难加工复合材料提供更灵活的研发路径。

1. 相比SLM：非熔融成形，更适合金属-非金属复合材料

       SLM依赖高能激光熔融成形，对于金刚石/铜这类金属-非金属复合体系，高温熔池容易带来金刚石热损伤、界面反应、熔池稳定性及材料相容性等问题，尤其在较高金刚石含量下，工艺控制难度进一步增加。

BJ采用“铺粉+喷射粘结剂”的非熔融成形方式，打印阶段无需熔化铜粉，可降低激光高温对金刚石增强相的影响，对高比例增强相、多组分复合材料具有更好的工艺适应性。

2. 材料体系开放，更适合新材料研发

       金刚石铜研发往往需要反复调整金刚石含量、粒径级配、铜粉体系、表面改性及烧结工艺。BJ对材料熔融性能要求较低，配方调整更加灵活，适合少量材料快速验证和多配方迭代。

快速测试不同粒径铜粉在不同温度下的固化效果

       针对铜基复合材料研发中材料成本高、试料用量大的痛点，森工科技 ComproJet 系列科研级粘结剂喷射（BJ）3D打印机配备标准缸、实验缸、微量缸三级缸体配置，可灵活满足不同研发阶段的需求。以金刚石铜材料为例，标准缸单次打印约需 1895g 金刚石铜粉，而微量缸（30×30×30mm）仅需约 47g，用量仅为标准缸的 2.5%，材料成本从数千元降至百余元级别，极大降低了新材料前期验证的经济门槛。

铜覆金刚石打印效果

金刚石铜打印效果

纯铜材料打印效果

3. 相比传统工艺：复杂结构制造自由度更高

       传统粉末冶金、压制烧结、熔渗等工艺在金刚石铜的高致密化和高导热性能方面更加成熟，但复杂结构制造往往受到模具和成形方式限制。BJ无需模具，可直接成形复杂流道、晶格、多孔及异形散热结构，使“材料性能+散热结构”协同设计成为可能。

复杂结构铜覆金刚石打印效果

二、BJ工艺的主要局限

       BJ的优势集中在材料开放性和复杂结构成形，但其难点更多集中在生坯处理和后续致密化过程：

1. 生坯强度较低，复杂结构清粉受限

       BJ打印得到的是依靠粘结剂维持形状的生坯，强度明显低于SLM直接熔融形成的零件。对于薄壁、细流道和复杂内腔结构，清粉、搬运及结构设计要求更高。

2. 需要脱脂烧结，存在收缩与尺寸控制问题

       BJ打印后需要经过脱脂、烧结，必要时结合熔渗才能获得最终性能。后处理过程中会产生一定收缩和变形，需要针对不同材料体系建立稳定的烧结工艺和尺寸补偿参数。

3. 致密化及最终性能依赖后处理

       相比SLM直接熔融成形以及成熟的传统粉末冶金/熔渗工艺，BJ的致密化难度更高。最终致密度、界面结合和热导率受到粉末堆积、烧结及熔渗工艺等因素影响，需要通过后处理持续优化。

三、科研级 BJ 设备，适配铜基材料全流程研发

       深圳森工科技专注科研级 3D 打印设备，依托 ComproJet 系列科研级粘结剂喷射（BJ）3D打印设备，为铜基复合材料研发提供完整解决方案：

• 三级成型缸配置，覆盖从配方筛选到样件验证的全研发阶段，适配金刚石铜等高成本材料；
• 高精度铺粉与喷墨系统，工艺参数数字化可调，尺寸偏差可控制在 0.1mm 级别，实验数据可复现；
• 支持金刚石铜、钨铜、钼铜、弥散强化铜等多体系材料，可自主调配粉末配方；
• 配套专业技术团队，可协助工艺开发，支持加热缸、特殊粘结剂等定制化改造。

免费材料测试预约中

       如果你正在开展铜基复合材料相关研究，想验证 BJ 工艺的适配性，森工科技现正开放免费材料打印测试：只需提供少量粉末，我们将完成基础打印测试，给出适配性分析与改进建议，全程无任何费用，帮你用最低成本验证技术可行性。

预约热线：0755-27370002 / 陈先生 15302774582（微信同号）

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