Filamet Inconel 718-34

Filamet™ by Inconel 718-34 von The Virtual Foundry (TVF) ist ein innovatives Filament, das aus 86 % Metall und dem Rest 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: Zahnrad aus Inconel 718. Quelle: Saphire

Inconel ist der anerkannte Markenname für Superlegierungen auf Nickel-Chrom-Basis. Diese Legierungen zeichnen sich durch eine hohe Korrosionsbeständigkeit aus und können auch unter extremsten Bedingungen eingesetzt werden. Das liegt daran, dass sich beim Erhitzen eine dünne Oxidschicht bildet, die die Oberfläche passiviert und vor chemischen Angriffen schützt, während sie gleichzeitig die Oberflächenhärte verbessert. Neben seiner außergewöhnlichen Korrosionsbeständigkeit verfügt es über eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen hohe Temperaturen und kann unter Bedingungen eingesetzt werden, bei denen andere Metalle wie Aluminium oder Stahl unter Kriechverhalten leiden würden.

Unter den verschiedenen Inconel-Typen zeichnet sich der Typ 718 durch seine hervorragende Schweißbarkeit aus, eine Eigenschaft, die seine Sinterung erleichtert. Darüber hinaus verleiht ihm sein hoher Niob- und Molybdängehalt zusammen mit Aluminium und Titan extreme Härte und Zugfestigkeit.

Zu seinen Hauptanwendungen gehören einige der anspruchsvollsten, wie z.B. die Herstellung von Gasturbinenschaufeln, Auspuffrohren von Formel-1-Autos oder Jet-Kollektoren für die Luftfahrt.

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 relativ 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™ von Inconel 718 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. Hergestellt aus 86% Inconel 718 und dem Rest PLA, ist dieses Material extrem einfach zu drucken, da seine Druckeigenschaften denen von PLA ähneln, so dass jeder FDM 3D-Drucker-Anwender Teile mit diesem Filament erstellen kann, ohne teure industrielle Metall-FDM 3D-Drucker kaufen zu müssen.

Filamet™ Inconel 718 erreicht ähnliche Eigenschaften, wie sie mit der DMLS-Technologie möglich sind, jedoch mit gewissen Einschränkungen. Da die mit diesem Filament gedruckten Teile gesintert werden müssen, was bei PLA nicht der Fall ist, 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.

Aufgrund seines hohen Metallgehalts (86 %) ist es notwendig, den Filamenteinlass so fluchtend wie möglich zum Extruder zu platzieren und den FilaWarmer zu verwenden, eine Heizung, durch die das Filament eingeführt wird, um seine Krümmung zu beseitigen und so die geringstmögliche Reibung im Extruder und HotEnd zu erzeugen. Nachdem ein Teil gedruckt wurde, ist es notwendig, den Sinterprozess in einer offenen Umgebung oder in einer Vakuum- oder Inertumgebung durchzuführen, um das Polymer (PLA) zu eliminieren, wobei zu berücksichtigen ist, dass die Sinterwerte je nach Geometrie und Modell des Ofens 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 dem Kupfer Filamet™ gedruckten Teile zu sintern und die endgültigen Eigenschaften dieses Metalls zu erreichen, können sich mit uns in Verbindung setzen und wir werden ihre Realisierbarkeit durch unsere Mitarbeiter mit der Kapazität, die notwendigen Nachbearbeitungen durchzuführen, um das gewünschte Endergebnis zu erhalten, bewerten.