Как работает процесс 3D-печати Metal FFF

Трехэтапный процесс печати Metal FFF

Эти 3D-принтеры по металлу представляют собой узкоспециализированную разновидность принтеров FFF, оптимизированную для печати исходного материала MIM (литье металла под давлением). Этот тип печати создает «зеленые» металлические детали, которые перед окончательным использованием необходимо очистить и спечь.

Эти «зеленые» детали всегда увеличиваются на 15-20% от окончательных размеров детали, чтобы учесть повторяемую и предсказуемую усадку во время спекания.

• Печать: металлический порошок в пластиковом переплете наносится слой за слоем в соответствии с формой вашей детали. Детали увеличены в масштабе, чтобы компенсировать усадку во время процесса спекания, в результате чего отображается « зеленый ”Части.
• Отмена привязки: После печати зеленые детали помещают в станцию ​​удаления связующего, где используется органический растворитель для растворения большей части пластикового связующего материала. После стирки зеленые детали обозначаются как « коричневые . ”Части.
• Спекание: Промытые «коричневые» детали затем помещаются в печь, где они нагреваются в соответствии с профилем материала - сначала для сжигания оставшегося связующего, а затем для затвердевания металлического порошка в готовую деталь.
  

Шаг 1. Печать

В технологиях 3D-печати Metal FFF используется процесс, практически идентичный обычным принтерам FFF. Единственное главное отличие состоит в том, что в металлических принтерах FFF используется печатный лист с вакуумным уплотнением, а не обычная печатная платформа.

Для пользователей процесс печати включает:

• Нарезка частей на программной платформе
• Размещение запечатанного под вакуумом печатного листа на печатной платформе.
• Запуск процесса 3D-печати металлом
• Удаление печатной части после отключения вакуума
• Удаление «зеленой» части с печатного листа.

Двойная экструзия с использованием исходного материала MIM: Эти типы принтеров выдавливают нить MIM в одном сопле и керамическую нить на границе раздела в другом.

Одно экструзионное сопло предназначено для печати исходного материала MIM, который представляет собой металлический порошок, связанный двухкомпонентным пластиковым связующим материалом. Это материал, из которого изготовлена ​​сама деталь, а также опоры и рама. Для металлических промышленных 3D-принтеров Markforged в настоящее время предлагает шесть различных предложений коммерческого класса - инструментальную сталь A2, инструментальную сталь D2, Inconel 625, медь, инструментальную сталь H13 и нержавеющую сталь 17-4 PH.

Другое сопло печатает керамический разделительный материал. Это обеспечивает поверхность между частями и их опорами и плотами. Без этого антиадгезионного материала 3D-печать металлических деталей, требующих опоры, была бы невозможна. В процессе спекания этот материал превращается в порошок, что позволяет легко отделить деталь от опор.

Шаг 2. Отмена привязки

На этапе удаления связующего удаляется большая часть связующего материала. В результате получается «коричневая» деталь, готовая к спеканию.

Сначала «зеленая» часть помещается в нагретую ванну с растворителем на станции промывки с использованием обезжиривающего раствора для растворения первичного связующего материала. В машинах FFF из кованого металла используется раствор для удаления связующего на основе растворителя Wash-1. Он в первую очередь использует Opteon SF-79 в качестве растворителя, высокоэффективной жидкости, разработанной для обеспечения превосходной очищающей способности, более высокой эффективности и безопасности без ущерба для окружающей среды.

В целом, процесс удаления связующего с металлической FFF довольно прост и требует только основных средств индивидуальной защиты. Действия пользователя для процесса удаления привязки включают:

• Добавление зеленых деталей в корзину для стирки
• Опустить его в машину с растворителем и закрыть крышку.
• Открытие крышки после стирки и извлечение деталей из корзины для стирки.
• Размещение деталей в сушильной камере на станции мойки.
• Удаление деталей со станции мойки после высыхания деталей
  

Итак, что происходит с деталью во время стирки? Ванна с растворителем для удаления связующего растворяет первичный связующий материал в сырой части. Растворяя связующий материал, растворитель открывает микроскопические пути для жидкости в детали, что позволяет растворителю течь глубже и растворяться больше.

Шаг 3. Спекание

Спекание является критически важным завершающим этапом процесса аддитивного производства металлов.

Спекание удаляет «коричневые» детали со стадии удаления связующего, выгорает оставшееся связующее, а затем спекается при температуре, близкой к температуре плавления. Все это делается в строго контролируемой атмосфере. Автоматизированный процесс чрезвычайно сложен и требует точного контроля среды с высоким уровнем энергии.

Процесс спекания включает несколько основных этапов. Сначала деталь нагревается до промежуточной температуры, чтобы сжечь оставшийся связующий материал, который выходит из детали через микропузырьки, образовавшиеся в процессе удаления связующего растворителя. Во-вторых, деталь нагревается до температуры спекания, при которой она сжимается от большего «зеленого» или «коричневого» размера до окончательного размера функциональной детали, напечатанной на 3D-принтере. Твердые геометрические формы сливаются с пористостью 95% +, в то время как заполнение с закрытыми ячейками остается. Керамический материал интерфейса превращается в пыль, что позволяет пользователям легко отделить металлическую деталь, напечатанную на 3D-принтере, от плота и опор.

Использование печи для спекания требует следующих шагов:

• Добавление деталей в установочную пластину

• Установка установочной пластины в печь.
• Закройте дверцу печи.
• Запуск процесса спекания
• Завершение процесса

Бесплатные ресурсы для 3D-печати из металла

• Основы 3D-печати на металле
• Электронная книга:приложения Metal FFF и примеры корпусов
• Всеобъемлющее руководство по металлической FFF