Характеристики и рекомендации по производству металлических нитей Filamet™

The Virtual Foundry – американская компания, которая после многих лет исследований смогла разработать ряд металлических нитей Filamet™. . Эти нити с помощью постобработки на основе спекания , позволяют получить полностью металлические детали.

Таким образом, The Virtual Foundry стала пионером и максимальным эталоном в области трехмерной печати металлом методом FDM. .

Что такое нити Filamet™?

Нити Filamet™ состоят из недрагоценного металла и биоразлагаемого и экологического полимера (PLA). . Эти нити содержат большой процент металлических частиц. . Однако при использовании PLA в качестве связующего , на них очень легко печатать, так как их свойства печати аналогичны характеристикам PLA, что позволяет любому пользователю 3D-принтера FDM создавать детали с этими нитями.

Видео 1:Что такое Филамет?. Источник:The Virtual Foundry.

Большинство металлических нитей на рынке содержат минимальный процент металлических частиц, около 30%; поэтому они обычно разрабатываются для декоративных целей Только. Однако детали, напечатанные нитями Filamet™, после спекания приобретают свойства соответствующего основного металла.

Примером этого может служить филамент Filamet™ Copper:деталь, напечатанная с помощью Filamet™ Copper, не будет обладать проводящими свойствами, пока не будет подвергнута процессу агломерации.

Изображение 1:Конусы из материала Filamet™ из неспеченной и спеченной высокоуглеродистой стали. Источник:The Virtual Foundry.

Результатом после спекания 3D-печатной детали будет полностью металлическая деталь. , что-то немыслимое до сих пор в 3D FDM-печати. Таким образом, с Filamet™ достигаются свойства, аналогичные тем, которые возможны с технологией DMLS, но с некоторыми ограничениями. .

Из-за необходимости спекания деталей, напечатанных с помощью этой нити, детали, в которых отсутствует PLA, будут иметь:

• Определенная пористость
• Потеря объема
• Неизотропность

Видео 2:Плотность нитей Filamet. Источник:The Virtual Foundry.

В настоящее время Filamet™ имеет следующие нити:

• Нержавеющая сталь 316 л - 80 % металлических частиц + 20 % PLA
• Бронзовый - 80 % металлических частиц + 20 % PLA
• Медь - 90 % металлических частиц + 10 % PLA
• алюминий 6061 - 65 % металлических частиц + 35 % PLA
• Высокоуглеродистая сталь - 75 % металлических частиц + 25 % PLA
• Вольфрам – 95 ​​% частиц металла + 5 % полилактида.

Филамет Филаметная бронза Filamet acero
inox 316L Филамет
алюминий 6061

Возможности Filamet™

Плотность нитей Filamet™ намного выше, чем у стандартного PLA , из-за высокого содержания металлических частиц и плотности отдельных металлов.

При печати с использованием нитей Filamet™ рекомендуется использовать сопло из закаленной стали из-за высокого процента металлических частиц, содержащихся в нитях. Кроме того, в зависимости от материала следует использовать сопло с диаметром выходного отверстия не менее 0,6 мм, чтобы избежать засорения. За исключением вольфрамовой нити Filamet™, которая позволяет использовать сопло с диаметром выходного отверстия до 0,3 мм; и нить Filamet™ из высокоуглеродистой стали, для которой требуется использование сопла с диаметром выходного отверстия не менее 0,8 мм.

Изображение 2. Сопло из латуни и закаленная сталь. Источник:E3D.

Другим следствием высокого содержания металлических частиц в этих нитях является большая хрупкость нити перед расплавлением. , так как в их составе очень малое процентное содержание связующего полимера. Однако, благодаря постоянным исследованиям и разработкам, проводимым The Virtual Foundry, этой хрупкости в ее нитях становится все меньше и меньше; как видно из следующего видео:

Видео 3:Хрупкость нитей Filamet. Источник:The Virtual Foundry.

В процессе печати филаментов Filamet™ очень важно, чтобы филамент перед входом в экструдер был максимально прямым, но эти филаменты имеют некоторую кривизну из-за намотки. Чтобы решить эту проблему, The Virtual Foundry предлагает Filawarmer — устройство, состоящее из цилиндра, нагревающего нить накала, и регулятора температуры.

Изображение 3:Filawarmer помещен внутри спирали. Источник:The Virtual Foundry.

Это устройство должно быть размещено вертикально внутри змеевика, вход как можно ближе к змеевику, а выход совмещен с входным отверстием экструдера. Virtual Foundry рекомендует подвешивать нагревательный цилиндр, чтобы змеевик мог свободно вращаться.

Видео 4:Filawarmer. Источник:The Virtual Foundry.

По мере того как материал проходит через нагревательный цилиндр, он теряет свою кривизну и становится более гибким;уменьшается прочность на разрыв, чтобы предотвратить поломку и облегчить печать .

При печати филаментами Filamet™ их отличная адгезия к основе необходимо учитывать. Поэтому рекомендуется использовать синюю ленту, чтобы не повредить основу для печати при удалении отпечатанных частей.

Спечено из Filamet™

После снятия с оттискной основы детали необходимо спекать, чтобы получить цельнометаллическую деталь. В ходе этого процесса PLA, который является частью нити, удаляется. Пока этот процесс не будет выполнен, детали не будут обладать свойствами основного металла, из которого состоит используемая нить.

Видео 5. Часто задаваемые вопросы о Filamet. Источник: Виртуальная литейная.

Спекание процесс изготовления твердых деталей из объекта, образованного прессованным металлическим порошком, к которому применяется термическая обработка при температуре ниже температуры плавления, но достаточно высокой, чтобы прочно связать металлические частицы вместе, в результате чего получается полностью твердый блокировать.

Спекание можно проводить в печи на открытом воздухе или в вакууме или в инертной среде. . В нашем посте Как получить цельнометаллические детали с помощью FDM-печати вы можете узнать больше о спекании и различных печах, которые можно использовать для выполнения этого процесса.

Если у вас нет печи, отвечающей требованиям для спекания 3D-печатных деталей с филаментами Filamet™, вы можете связаться с нами, и мы проинформируем вас о возможности и условиях спекания на наших мощностях.

Постобработка Filamet™

После спекания детали с филаментной печатью с нитью Filamet™ ее можно подвергнуть последующей обработке путем шлифовки и полировки поверхностей, как это делается с металлической деталью. Рекомендуется использовать водную наждачную бумагу, чтобы уменьшить печатные линии и другие небольшие деформации, и каждый раз использовать более мелкозернистую наждачную бумагу.

Наконец, вы можете использовать вращающийся инструмент с полировальным диском и нанести полировальную пасту для получения желаемого блеска. В зависимости от основного металла нити, детали, полученные в результате спекания, могут быть отшлифованы, заглажены при нагревании и даже сварены.

Нити Filamet™ компании Virtual Foundry впервые позволяют изготавливать полностью металлические детали с помощью 3D-печати FDM, требующей относительно простой постобработки.

Это очень важный и полезный прорыв для разных секторов промышленности:производителей 3D-принтеров, биомедицинских инноваций, разработки реактивных двигателей, защиты от радиации, освоения космоса, атомной энергетики, стоматологии, художников или дизайна одежды.