Filamet Aluminium 6061

Filamet™ 6061 Aluminium-Filament von The Virtual Foundry (TVF) ist ein innovatives Filament, das zu mehr als 65 % aus Metall und zum Rest aus PLA besteht. The Virtual Foundry ist ein amerikanisches Unternehmen, das von führenden Experten in der Metallschmelze-Industrie gegründet wurde. Seit 2014 arbeiten sie ständig daran, ihr Angebot an Filamenten und Zubehör für den Metall-FDM-3D-Druck zu verbessern und zu erweitern. Ihre Produkte sind darauf ausgerichtet, Probleme durch innovative Metallmaterialien für FDM-3D-Drucker jeglicher Art zu lösen und zu vereinfachen.

Bild 1: Getriebe aus ungesintertem Aluminium 6061. Quelle: The Virtual Foundry

Aluminium ist ein in der Natur reichlich vorkommendes Buntmetall, das 8% der Erdkruste ausmacht. Dieses Metall hat eine große Anzahl bemerkenswerter Eigenschaften: hohe Korrosionsbeständigkeit, geringe Dichte, guter Strom- und Wärmeleiter, leicht zu bearbeiten, wirtschaftlich und hohe mechanische Festigkeit in seinen legierten Formen. All diese Eigenschaften haben Aluminium zu einem der am häufigsten verwendeten Metalle in der Industrie gemacht, an zweiter Stelle nach Stahl. Seine Anwendungen sind so vielfältig, dass man sagen könnte, dass alle Produkte, die von der Industrie hergestellt und verwendet werden, Aluminium verwenden: Spiegel, Dosen, Tetrabriks, elektrische Leitungen, Wärmediffusoren, Kryobehälter, usw. Eine der gebräuchlichsten Legierungen ist Al6061, ein hauptsächlich mit Magnesium und Silizium gehärtetes Aluminium, das sich leicht schweißen lässt, gute mechanische Eigenschaften aufweist und eine sehr geringe Dichte hat. Diese Aluminiumlegierung wird häufig für den Bau aller Arten von Fahrzeugen (Flugzeuge, Yachten, Automobile und Hochleistungsfahrräder), Lebensmittelverpackungen und alle Arten von Objekten verwendet, die ein gutes Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Gewicht benötigen.

Die Virtual Foundry ist nach vielen Jahren der Forschung und Entwicklung der Pionier in der Entwicklung von Metallfilamenten für den 3D-Druck. Der große Wettbewerbsvorteil, der sich daraus entwickelt hat, besteht darin, dass zur Gewinnung von reinen Metallteilen nur der Druck des Teils und das Sintern in einem Ofen erforderlich sind. Andere Hersteller, die versucht haben, metallische Filamente zu entwickeln, müssen einen zusätzlichen Prozess (vor dem Sintern im Ofen) durchführen: das Entbindern, ein chemischer Prozess, um die bindenden Polymere vom Metall zu trennen.  Daher kann man schlussfolgern, dass The Virtual Foundry der Pionier und die Referenz im FDM-3D-Druck von Metall ist, indem sie einen ziemlich einfachen Prozess mit Ergebnissen erzielt, die es in der Welt der Metallherstellung noch nie gegeben hat.

Derzeit nutzt eine große Liste von Industriezweigen die Filamente von The Virtual Foundry: Hersteller von 3D-Druckern, biomedizinische Innovationen, Entwicklung von Düsentriebwerken, Strahlenabschirmung, Weltraumforschung, Kernenergie, Dentaltechnik, Künstler oder Modedesign. Eine bemerkenswerte Anwendung ist die Herstellung eines innenbeheizten Heißwasserbohrers für Bohrungen in der Antarktis. Mit dem kupfernen Filamet™ ist es gelungen, einen Bohrer mit einer inneren Struktur, die extrem schwer zu bearbeiten oder zu formen ist, sehr einfach und kostengünstig herzustellen. Eine weitere bemerkenswerte Anwendung ist der Druck von Strahlenschutzbehältern mit Wolfram Filamet™. Diese Art von Behältern wird verwendet, um reaktive Medikamente zu transportieren, ohne auf (giftige) Bleibehälter zurückgreifen zu müssen. Dank der Dichte von Wolfram, die um 1,6 höher ist als die von Blei, eignet sich dieses Filament ideal für die Herstellung von Ersatzteilen jeglicher Art, die mit Blei hergestellt werden.

Filamet™ Aluminium 6061 ist ein Filament, das aus unedlem Metall und einem umweltfreundlichen, biologisch abbaubaren Polymer (PLA) besteht. Dieses Material ist frei von freiliegenden Metallpartikeln und flüchtigen Lösungsmitteln, die beim Drucken freigesetzt werden können. Bestehend aus über 65% 6061 Aluminium und dem Rest PLA, ist dieses Material extrem einfach zu drucken, da seine Druckeigenschaften ähnlich wie PLA sind, so dass jeder FDM 3D-Drucker-Anwender Teile mit diesem Filament erstellen kann, ohne teure industrielle Metall-FDM 3D-Drucker kaufen zu müssen. Filamet™ 316L erreicht ähnliche Eigenschaften wie die, die mit der DMLS-Technologie möglich sind, jedoch mit gewissen Einschränkungen. Da die mit diesem Filament gedruckten Teile gesintert werden müssen, wobei das PLA entfernt wird, weisen die Teile Porosität, Volumenverlust und Nicht-Isotropie auf. DMLS-3D-Drucker können komplett massive Teile (ähnlich wie beim Gießen) drucken, mit großer Detailgenauigkeit, Schichthöhen von 0,02 mm und ohne die Notwendigkeit einer Nachbearbeitung. Der einzige Nachteil gegenüber dem Filamet™ FDM-3D-Druck sind die Kosten für: Material, Herstellung und die Drucker selbst.

Bild 2: Rotor aus Filamet™ 6061 Aluminium ohne Sinterung. Quelle: The Virtual Foundry

Aufgrund des hohen Metallanteils (67 %) ist es notwendig, den Filamenteinlass möglichst fluchtend zum Extruder zu platzieren. Sobald ein Teil gedruckt ist, ist es notwendig, den Sinterprozess durchzuführen, in einer offenen Umgebung oder in einer Vakuum- oder Inertumgebung, um das Polymer (PLA) zu entfernen, wobei zu berücksichtigen ist, dass die Sinterwerte je nach Geometrie und Ofenmodell angepasst werden müssen. Das erhaltene Produkt ist vollmetallisch, mit den echten Eigenschaften des Metalls wie z.B. elektrische Leitfähigkeit, nachbearbeitet durch Schleifen und Polieren oder sogar Schweißverbindung; aber mit einer gewissen Porosität und mit einer Volumenreduzierung durch den Verlust von PLA. Um mehr über den gesamten Prozess des Druckens, Sinterns und der Nachbearbeitung zu erfahren, sollten Sie den Abschnitt "Tipps zur Anwendung" besuchen.

Anwender, die nicht über einen Ofen mit den notwendigen Eigenschaften verfügen, um die mit Filamet™ 6061 Aluminium gedruckten Teile zu sintern und die endgültigen Eigenschaften dieses Metalls zu erreichen, können sich an uns wenden und wir werden ihre Machbarkeit durch unsere Mitarbeiter mit der Kapazität zur Durchführung der notwendigen Nachbearbeitung prüfen, um das gewünschte Endergebnis zu erhalten.