Ora è possibile ottenere parti metalliche a un costo molto ridotto rispetto ai tradizionali metodi di stampa 3D in metallo industriale come sinterizzazione laser diretta di metalli (DMLS) e fusione laser selettiva (SLM).
Impara come farlo con veri filamenti di metallo e con l’utilizzo di stampanti 3D FDM desktop.
Il filamento per stampanti 3D ha fatto molta strada.
I filamenti di plastica sono ora molto più forti, robusti e flessibili che mai, ma un obiettivo è sfuggito agli utenti della tecnologia di stampa FDM (fused deposition modeling) : le parti metalliche solide.
Cioè, fino a quando non è arrivato il filamento in metallo.
In questo articolo, scopriremo i due “veri” filamenti metallici per parti metalliche di BASF: Ultrafuse® 316L e Ultrafuse® 17-4 PH.
Esamineremo le caratteristiche di questi filamenti, mostreremo come stamparli e, infine, esploreremo i loro punti di forza e di debolezza.
Cosa è il filamento in metallo?
Quando si parla di filamento in metallo per stampanti 3D FDM si intende un materiale composito, costituito da una base in plastica con fibre metalliche uniformemente infuse al suo interno, che consente di creare parti metalliche forti, resistenti agli agenti chimici.
Nel caso del filamento caricato di metallo, la componente plastica viene rimossa durante le fasi di post-elaborazione, condensando invece la parte metallica.
Quali sono i filamenti metallici?
BASF Ultrafuse 316L
Ultrafuse 316L consente la stampa di oggetti in metallo senza la necessità di uno stampo o di altre attività di formatura ed è stato specificatamente creato per le stampanti 3D FDM.
L’alto contenuto di metallo (circa 90%) e la distribuzione uniforme del metallo all’interno della matrice legante riduce il rischio di difetti e aumenta il tasso di successo.
Ultrafuse 316L ha una finitura antiscivolo che consente il suo inserimento in qualsiasi estrusore Bowden o direct drive.
La sua elevata flessibilità gli consente di essere stampato da praticamente tutte le stampanti da scrivania e professionali in commercio.
BASF Ultrafuse 17-4 PH
Ultrafuse 17-4 PH è un filamento per la produzione di componenti metallici in acciaio inossidabile 14-4 con stampanti 3D FDM.
Indicato anche come Tipo 630, questo acciaio inossidabile è completamente trattabile termicamente ad alti livelli di resistenza e durezza.
Mantenendo la sua resistenza meccanica e alla corrosione a temperature fino a 315 ° C, le parti in 17-4 PH sono ideali per l’industria petrolchimica, automobilistica e medica.
Le parti stampate con il filamento composito metallo-polimero Ultrafuse 17-4 PH ottengono le loro caratteristiche metalliche finali attraverso un processo di debinding e sinterizzazione catalitica.
Esempi di applicazioni con Ultrafuse 316L:
Attrezzature
Dime e maschere
Produzioni in serie
Parti funzionali e prototipi
Ultrafuse 316L è conveniente perché:
Questo filamento funziona con qualsiasi stampante FDM aperta, il che significa bassi costi di investimento in hardware.
Fa uso di una tecnologia di post-elaborazione altamente efficiente e consolidata utilizzata nel settore dello stampaggio ad iniezione di metalli (MIM).
Trattandosi di un filamento, la movimentazione dei materiali è molto più sicura e facile. Ciò consente una facile sostituzione di materiale rispetto alla manipolazione delle polveri sottili di metallo.
Vantaggi di Ultrafuse 316L:
È generalmente da 1.4 a 2 volte più economico della maggior parte delle polveri metalliche, con meno investimento nell’hardware.
C’è una significativa riduzione dei costi per i componenti medio-piccoli.
I costi di produzione complessivi diminuiscono significativamente con l’aumentare delle dimensioni del lotto.
Con la manifattura additiva è possibile creare parti in acciaio inossidabile complete con un alto grado di complessità.
Esempi di applicazioni con Ultrafuse 17-4 PH:
Attrezzature
Dime e maschere
Prototipi funzionali
Vantaggi:
Offre elevata resistenza meccanica e durezza.
Assicura una buona resistenza alla corrosione.
Completamente temprato, consente la massima resistenza.
Come stampare i filamenti in metallo?
Il processo per ottenere un componente in metallo è costituito da 3 fasi: stampa 3D del pezzo, debinding e sinterizzazione.
Stampa 3D del pezzo | Green Part
Una stampa 3D ben riuscita nasce da un buon modello 3D.
Indipendentemente dal software di modellazione utilizzato, il risultato deve essere leggibile dal software di preparazione della stampa slicer e deve considerare alcuni parametri di ottimizzazione.
Debinding | Brown Part
Il debinding è la rimozione del materiale legante.
Il debinding è un processo termochimico in cui le parti sono messe a contatto con l’acido nitrico gassoso (HNO3) in atmosfera di azoto e riscaldate.
L’obiettivo del debinding è quello di rimuovere il legante velocemente, senza impattare sulla parte finale.
Sinterizzazione | White Part
Le brown part sono relativamente porose e richiedono una sinterizzazione per essere trasformate in un materiale densificato solido.
La sinterizzazione consolida e forma una massa solida di materiale grazie al calore senza sciogliere il materiale, mantenendo così la forma della parte.
La sinterizzazione in atmosfera di idrogeno puro consente la creazione di un componente in acciaio inossidabile completamente denso.
A causa della a uno stato di white part densa, le parti subiscono una ritrazione, che deve essere considerata nella modellazione del componente.