Понимание процесса металлической FFF 3D-печати: от печати до спекания

Металлическая fused filament fabrication (FFF) — это наиболее доступная, легкая в использовании и доступная металлическая 3D-печатающая технология. Отрасли такие как аэрокосмическая и автомобильная уже полагаются на Metal FFF для производства функциональных деталей со скоростью и точностью.

Metal FFF следует трехшаговому рабочему процессу — печать, дебиндинг, спекание — зеркаля принципам металлического литья под давлением (MIM). Следующее руководство разбивает каждую фазу, так что вы можете понять, как сырой металл трансформируется в готовые компоненты.

Трехшаговый рабочий процесс Metal FFF

Эти принтеры — специализированные FFF-машины, использующие MIM-фидсток. Они производят «зеленые» детали, которые должны быть дебиндинжены и спеканы перед тем, как стать пригодными.

Потому что спекание вызывает предсказуемую усадку 15-20%, зеленые детали намеренно масштабируются вверх на этот маржа во время печати.

• Печать: Металлический порошок, связанный в термопласте, экструдируется слой-за-слоем на вакуум-запечатанный лист, создавая зеленую деталь.
• Дебиндинг: Зеленая деталь промывается в растворителе, удаляющем большинство пластикового связующего, давая коричневую деталь.
• Спекание: Коричневая деталь нагревается в контролируемой атмосфере печи для сжигания оставшегося связующего и сплавления металлического порошка в готовый компонент.

Шаг 1: Печать

Металлические FFF-машины работают как конвенциональные FFF-принтеры, но используют вакуум-запечатанный лист вместо стандартной платформы. Шаги процесса:

• Нарезать модель в ПО.
• Поместить вакуум-запечатанный лист на строительную платформу.
• Запустить печать и позволить металлической нити экструдироваться.
• Освободить вакуум после завершения детали.
• Снять зеленую деталь с листа.

Двухэкструдерные принтеры комбинируют MIM-фидсток с керамической нитью для от/Form. MIM-сопло печатает деталь и поддержки, в то время как керамическое сопло обеспечивает легкое разделение после спекания. Markforged предлагает шесть промышленных нитей — инструментальная сталь A2, инструментальная сталь D2, Инконель 625, Медь, инструментальная сталь H13 и нержавеющая сталь 17-4 PH.

Шаг 2: Дебиндинг

Дебиндинг удаляет основную массу связующего, конвертируя зеленую деталь в коричневую деталь, готовую к спеканию.

На промывочной станции деталь погружается в растворительную ванну — типично Opteon SF-79 — спроектированную для эффективного растворения первичного связующего при экологической ответственности.

Ключевые шаги:

• Поместить зеленые детали в корзину для промывки.
• Опустить корзину в растворитель и запечатать крышку.
• Открыть крышку после цикла промывки и извлечь детали.
• Перенести детали в камеру воздушной сушки.
• Извлечь высушенные детали когда они сухие.

Растворитель создает микропути, позволяя ему глубоко проникать и удалять связующее единообразно.

Шаг 3: Спекание

Спекание — решающий финальный этап, где коричневая деталь нагревается в точной, контролируемой атмосфере печи. Процесс удаляет остаточный связующий и сплавляет металлический порошок в почти-твердую деталь.

Ключевые стадии:

• Промежуточный нагрев сжигает оставшийся связующий через микропути, созданные во время дебиндинга.
• Высокотемпературное спекание заставляет деталь усесться на 15-20% до финальных размеров, достигая >95% плотности при сохранении закрытоячеистого инфилла.
• Керамический интерфейсный материал превращается в мелкую пыль, позволяя легкое разделение от поддержек и плота.

Типичные операции печи включают:

• Загрузить детали на сетер-пластину.
• Вставить пластину в печь.
• Запечатать дверь.
• Инициировать цикл спекания.
• Позволить процессу завершиться.

Бесплатные ресурсы по металлической 3D-печати

• Основы металлической 3D-печати
• E-Book: Применения и кейсы Metal FFF
• Комплексное руководство по Metal FFF