Elektrolytkupfer (Cu-ETP)

Physikalische Eigenschaften

Laserbearbeitung

Das Erhitzen von Kupfer erzeugt Kupfer(I)-oxid (Cu2O) und Kupfer(II)-oxid (CuO) als Feinstaub. Reizend für die Atemwege. Bei Hochleistungsschnitt sind Kupferdämpfe giftig. Absaugung zwingend erforderlich.

CO₂: Kupfer reflektiert den CO2-Laserstrahl zu etwa 98 %. Unter keinen Maker-Bedingungen schneidbar. Die Gravur ist praktisch unmöglich: Der reflektierte Strahl kann die Optik der Maschine schwer beschädigen.

Diode: Mit Diodenlaser nicht bearbeitbar. Das Reflexionsvermögen von Kupfer im sichtbaren und nahen Infrarotbereich ist extrem hoch.

Faser: Markierung möglich, aber technisch anspruchsvoll. Kupfer reflektiert auch die Wellenlänge des Faserlasers (1064 nm) stark. Risiko der Rückreflexion zur Laserquelle: Einige Maschinen haben keinen ausreichenden Schutz. Nur Faserlaser mit Rückreflexionsschutz verwenden. Die Markierung erzeugt Oberflächenoxidation (Schwärzung/Bräunung). Das Schneiden erfordert sehr hohe Leistungen.

CNC- / Fräsbearbeitung

Reinkupfer ist trotz seiner geringen Härte eines der problematischsten Materialien zum Fräsen. Die extreme Weichheit und sehr hohe Duktilität begünstigen die Aufbauschneide (built-up edge): Kupfer schweißt sich förmlich an die Schneiden des Fräsers. Die hohe Wärmeleitfähigkeit (385 W/mK) leitet Wärme schnell ab — eine positive Eigenschaft, die jedoch völlig andere Parameter als bei anderen Metallen erfordert. Scharfe Fräsergeometrie, hoher Spanwinkel, hohe Schnittgeschwindigkeit und angemessener Vorschub verwenden. Druckluft ist das bevorzugte Kühlmittel, um Verunreinigungen zu vermeiden.

Nachbearbeitung

Schleifen: Dank der Weichheit leicht zu schleifen und zu polieren. Nass-Schleifpapier aus Siliziumkarbid. Spiegelpolitur ist mit feinen Körnungen (1200+) und Polierpaste leicht erreichbar. Auf Fingerabdruckflecken beim Polieren achten.

Grundierung: Kupfer benötigt keine Grundierung: Die natürliche Oxidation kann mit Klarlacken kontrolliert werden, um den rosafarbenen Ton zu erhalten. Für Farblackierung Haftgrund für Nichteisenmetalle auftragen.

Verkleben: Klebbar mit strukturellen Zweikomponenten-Epoxiden nach Entfettung. Die weiche Oberfläche bietet durch vorheriges Schleifen eine hervorragende mechanische Haftung.

Mit der Zeit: Fortschreitende atmosphärische Oxidation: Die rosafarbene Farbe von frischem Kupfer wechselt zu Dunkelbraun (Kupfer(I)-oxid) und schließlich zum charakteristischen Blaugrün (Grünspan oder basisches Kupfercarbonat) in feuchten Umgebungen mit CO2. Der Prozess dauert im Freien Jahre und kann chemisch beschleunigt werden.

Häufige Defekte

• Aufbauschneidkante (Kupfer auf dem Fräser) — häufigste Ursache für Ausschuss beim Fräsen ohne korrekte Parameter
• Fingerabdrücke sofort auf der polierten Oberfläche sichtbar — Fertigteile immer mit Baumwollhandschuhen handhaben
• Schnelle Patina (Grünspan) in feuchter Umgebung ohne Lackschutz

Sicherheit

Empfohlene PSA: eye_protection, mask_p2, gloves_nitrile

Kupferdämpfe und -stäube sind bei längerer Exposition giftig. Absaugung bei der Bearbeitung zwingend. Bearbeitungsrückstände nicht einnehmen. Die grüne Patina (Grünspan) ist bei Verschlucken giftig.

Verfügbarkeit und Formate

Handelsübliche Formate: Rundstäbe, Rohre, Bleche, Bänder, Drähte

Verwandte Materialien

Quellen

• EN 1652 — Copper and copper alloys (Cu-ETP sheet and strip)
• MatWeb — Copper C11000 (ETP) Datasheet