Eigenschaften und Herstellungsrichtlinien von Filamet ™ -Metallfilamenten

The Virtual Foundry ist ein amerikanisches Unternehmen, dem es nach jahrelanger Forschung gelungen ist, das Sortiment an Metallfilamenten Filamet™ zu entwickeln . Diese Filamente werden durch Nachbearbeitung auf Basis von Sintern hergestellt , machen es möglich, vollständig metallische Teile zu erhalten.

Auf diese Weise ist The Virtual Foundry zum Pionier und zur größten Referenz im 3D-FDM-Metalldruck geworden .

Was sind Filamet™ Filamente?

Die Filamente Filamet™ bestehen aus einem unedlen Metall und einem biologisch abbaubaren und ökologischen Polymer (PLA) . Diese Filamente enthalten hohe Prozentsätze an Metallpartikeln in ihrer Zusammensetzung . Allerdings durch die Verwendung von PLA als Bindemittel , sind sie extrem einfach zu bedrucken, da ihre Druckeigenschaften denen von PLA ähneln, sodass jeder Benutzer eines 3D-FDM-Druckers Teile mit diesen Filamenten erstellen kann.

Video 1:Was ist Filamet?. Quelle:The Virtual Foundry.

Die meisten Metallfilamente auf dem Markt enthalten einen Mindestprozentsatz an Metallpartikeln, etwa 30 %; daher werden sie normalerweise für dekorative Zwecke entwickelt nur. Die mit Filamet™-Filamenten bedruckten Teile haben jedoch nach dem Sintern die Eigenschaften des entsprechenden Grundmetalls.

Ein Beispiel hierfür wäre das Filament Filamet™ Copper:Ein mit Filamet™ Copper bedrucktes Stück hat keine leitenden Eigenschaften, bis es dem Desinterprozess unterzogen wurde.

Bild 1:Kegel aus Filamet™ aus ungesintertem und gesintertem Kohlenstoffstahl. Quelle:The Virtual Foundry.

Das Ergebnis nach dem Sintern des 3D-gedruckten Stücks wird ein vollständig metallisches Stück sein , etwas bisher Undenkbares im 3D-FDM-Druck. Somit werden mit Filamet™ ähnliche Eigenschaften wie mit der DMLS-Technologie erreicht, jedoch mit gewissen Einschränkungen .

Aufgrund der Notwendigkeit, die mit diesem Filament gedruckten Teile zu sintern, wobei PLA eliminiert wird, haben die Teile:

• Gewisse Porosität
• Volumenverlust
• Nicht-Isotropie

Video 2:Dichte von Filamet-Filamenten. Quelle:The Virtual Foundry.

Derzeit Filamet™ hat die folgenden Filamente:

• Edelstahl 316 L - 80 % Metallpartikel + 20 % PLA
• Bronze - 80 % Metallpartikel + 20 % PLA
• Kupfer - 90 % Metallpartikel + 10 % PLA
• Aluminium 6061 - 65 % Metallpartikel + 35 % PLA
• Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt - 75 % Metallpartikel + 25 % PLA
• Wolfram - 95 % Metallpartikel + 5 % PLA

Filamet cobre Filamet-Bronze Filamet acero
Edelstahl 316L Filamet
Aluminium 6061

Eigenschaften von Filamet™

DieDichte der Filamente Filamet™ ist viel höher als die von Standard-PLA , aufgrund des hohen Gehalts an metallischen Partikeln und der Dichte der einzelnen beteiligten Metalle.

Beim Drucken mit Filamet™-Filamenten wird aufgrund des hohen Anteils an Metallpartikeln in den Filamenten die Verwendung einer Düse aus gehärtetem Stahl empfohlen. Außerdem sollte je nach Material eine Düse mit mindestens 0,6 mm Austrittsdurchmesser verwendet werden, um Verstopfungen zu vermeiden. Mit Ausnahme des Filaments Filamet™ aus Tungsten, das den Einsatz einer Düse mit bis zu 0,3 mm Austrittsdurchmesser erlaubt; und das Filament Filamet™ aus Kohlenstoffstahl, das die Verwendung einer Düse mit einem Auslassdurchmesser von mindestens 0,8 mm erfordert.

Bild 2:Messingdüse vs. gehärteter Stahl. Quelle:E3D.

Eine weitere Folge der hohen Metallpartikelbelastung dieser Filamente ist eine größere Brüchigkeit des Filaments vor dem Schmelzen , da sie sehr geringe Prozentsätze an bindendem Polymer in ihrer Zusammensetzung aufweisen. Dank der ständigen Forschung und Entwicklung von The Virtual Foundry ist diese Zerbrechlichkeit jedoch immer geringer in ihren Filamenten; wie im folgenden Video zu sehen ist:

Video 3:Zerbrechlichkeit von Filamet-Filamenten. Quelle:The Virtual Foundry.

Beim Drucken von Filamenten Filamet™ ist es sehr wichtig, dass das Filament möglichst gerade ist, bevor es in den Extruder eintritt, aber diese Filamente haben aufgrund der Wicklung eine gewisse Krümmung. Um dies zu lösen, verfügt The Virtual Foundry über einen Filawarmer, ein Gerät, das aus einem Zylinder besteht, der das Filament erhitzt, und einem Temperaturregler.

Bild 3:Filawarmer in einer Filamentspule platziert. Quelle:The Virtual Foundry.

Dieses Gerät muss vertikal innerhalb der Spule platziert werden, wobei der Eingang so nah wie möglich an der Filamentspule und der Ausgang mit der Eingangsöffnung des Extruders ausgerichtet sein muss. The Virtual Foundry empfiehlt, den Heizzylinder aufzuhängen, damit sich die Spule frei drehen kann.

Video 4:Fadenwärmer. Quelle:The Virtual Foundry.

Wenn das Material den Heizzylinder passiert, verliert es seine Krümmung und erhöht seine Flexibilität; verringert die Zugfestigkeit, um Brüche zu verhindern und das Drucken zu erleichtern .

Beim Drucken mit Filamenten Filamet™ ihre hervorragende Haftung auf der Unterlage müssen berücksichtigt werden. Aus diesem Grund wird empfohlen, blaues Klebeband zu verwenden, um eine Beschädigung der Druckbasis beim Entfernen der bedruckten Teile zu vermeiden.

Gesintert aus Filamet™

Nach der Entfernung von der Abdruckbasis müssen die Teile gesintert werden, um ein Vollmetallteil zu erhalten. Durch diesen Prozess wird das PLA, das einen Teil des Filaments bildet, entfernt. Bis dieser Prozess durchgeführt wird, haben die Stücke nicht die Eigenschaften des Grundmetalls, aus dem das verwendete Filament besteht.

Video 5:Häufig gestellte Fragen Filamet. Quelle: The Virtual Foundry.

Sintern ist ein Verfahren zur Herstellung von festen Teilen aus einem Gegenstand, der aus verdichtetem Metallpulver besteht, auf das eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur angewendet wird, die unter der Schmelztemperatur liegt, aber hoch genug ist, um die Metallpartikel auf widerstandsfähige Weise aneinander zu binden, was zu einem vollständigen Feststoff führt blockieren.

Das Sintern kann in einem offenen Umgebungsofen oder in einem Vakuum oder einer inerten Umgebung durchgeführt werden . In unserem Beitrag „Wie man mit dem FDM-Druck Ganzmetallteile erhält“ erfahren Sie mehr über das Sintern und die verschiedenen Öfen, die zur Durchführung dieses Prozesses verwendet werden können.

Wenn Sie keinen Ofen haben, der die Anforderungen zum Sintern von 3D-gedruckten Teilen mit Filamet™-Filamenten erfüllt, können Sie sich an uns wenden und wir werden Sie über die Machbarkeit und die Bedingungen des Sinterns in unseren Einrichtungen informieren.

Nachbearbeitung von Filamet™

Sobald das mit Filament bedruckte Stück mit dem Filament Filamet™ gesintert wurde, kann es durch Schleifen und Polieren der Oberflächen wie bei einem Metallstück nachbearbeitet werden. Es wird empfohlen, ein Wasserschleifpapier zu verwenden, um die Drucklinien und andere kleine Verformungen zu reduzieren, und jedes Mal ein feineres Schleifpapier zu verwenden.

Schließlich können Sie ein rotierendes Werkzeug mit Polierscheibe verwenden und Polierpaste auftragen, um den gewünschten Glanz zu erzielen. Je nach Grundmetall des Filaments können die beim Sintern entstehenden Teile geschliffen, mit Hitze geglättet und sogar geschweißt werden.

Die Filamente Filamet™ von The Virtual Foundry ermöglichen erstmals die Herstellung vollständig metallischer Teile durch 3D-FDM-Druck, die eine relativ einfache Nachbearbeitung erfordern.

Dies ist ein sehr wichtiger und nützlicher Durchbruch für verschiedene Industriezweige:Hersteller von 3D-Druckern, biomedizinische Innovation, Entwicklung von Strahltriebwerken, Strahlenschutz, Weltraumforschung, Kernenergie, Zahnmedizin, Künstler oder Modedesign.