Filamet™ bronce Ver más grande

Filamet bronce

The Virtual Foundry

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159,90 €
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Con 87 % de bronce, se pueden obtener piezas totalmente metálicas y con las ventajas de la aleación de bronce.

Filamet™ de bronce de The Virtual Foundry (TVF) es un filamento innovador compuesto por más de 80% de metal y el resto por PLA. The Virtual Foundry es una empresa americana formada por grandes expertos en el sector del metal fundido, que trabajan constantemente desde 2014 para mejorar y hacer crecer su gama de filamentos y accesorios para la impresión 3D FDM de metal. Sus productos están orientados a resolver y simplificar problemas a través de innovadores materiales metálicos para impresoras 3D FDM de cualquier tipo.

Engranaje fabricado con bronce sin sinterizar

Imagen 1: Engranaje fabricado con bronce sin sinterizar. Fuente: The Virtual Foundry

El bronce es una aleación metálica constituida por cobre como elemento base y por una proporción de 3-20% de estaño. El bronce fue la primera aleación de gran importancia descubierta por el ser humano, utilizada en todo tipo de elementos: utensilios, armas, joyería, esculturas y monedas. En comparación con los aceros, el bronce desarrolla una pátina para evitar la oxidación superficial, menor punto de fusión, mayor resistencia al rozamiento, más fragilidad pero mejor conductividad de la electricidad y del calor. Otra ventaja que presenta el bronce con respecto a los aceros, es la ausencia de chispas al golpear cualquier superficie, propiedad indispensable a la hora de fabricar herramientas (martillo, maza, llaves, etc.) que son empleadas en atmósferas explosivas o en presencia de gases inflamables. Actualmente, las aplicaciones del bronce son infinitas: casquillos de rozamiento, elementos decorativos, difusores térmicos, instrumentos musicales, componentes eléctricos y electrónicos.

The Virtual Foundry ha sido la empresa pionera en desarrollar los filamentos metálicos para impresión 3D después de muchos años de investigación y desarrollo. La gran ventaja competitiva desarrollada es que para obtener las piezas metálicas puras solo es necesario imprimir la pieza y sinterizarla en un horno. Otros fabricantes que han tratado de desarrollar filamentos metálicos necesitan hacer un proceso adicional (previo al sinterizado en el horno): el debinding, un proceso químico para separar los polímeros aglutinantes del metal.  Por tanto, se puede concluir que The Virtual Foundry es el pionero y el referente en la impresión 3D FDM metálica, al obtener un proceso medianamente sencillo con unos resultados nunca vistos hasta el momento en el mundo de la fabricación metálica.

Actualmente, una gran lista de sectores de la industria están empleando los filamentos de The Virtual Foundry: fabricantes de impresoras 3D, innovación biomédica, desarrollo de motores a reacción, blindaje de radiación, exploración espacial, energía nuclear, dental, artistas o diseño de moda. Una aplicación destacable es la fabricación de una broca con calentamiento interno por agua caliente, para perforación en la antártica. Con el Filamet™ de cobre se ha fabricado, con suma facilidad y a un bajo coste, una broca con estructura interna extremadamente difícil de mecanizar o moldear. Otra aplicación destacable es la impresión de recipientes para el blindaje de radiación, realizada con el Filamet™ de tungsteno. Este tipo de recipientes son empleados para transportar medicamentos reactivos sin tener que recurrir a recipientes de plomo (tóxicos). Gracias a la densidad del tungsteno, 1.6 superior al plomo, este filamento es ideal para crear cualquier tipo de pieza sustitutiva a las fabricadas con plomo.

Filamet™ de bronce es un filamento formado por metal base y un polímero biodegradable y ecológico (PLA). Este material está exento de partículas metálicas expuestas y de disolventes volátiles que pueden liberarse durante la impresión. Formado por más del 80% de bronce y el resto por PLA, este material es sumamente sencillo de imprimir, ya que sus propiedades de impresión son similares a las del PLA, lo que permite a cualquier usuario de una impresora 3D FDM crear piezas con este filamento, sin la necesidad de adquirir carísimas impresoras 3D FDM industriales de metal. Con Filamet™ bronce se consiguen propiedades similares a las posibles con la tecnología DMLS pero con ciertas limitaciones. Debido a la necesidad de sinterizar las piezas impresas con este filamento, donde se elimina el PLA, las piezas presentan porosidad, pérdida de volumen y no isotropía. Las impresoras 3D DMLS consiguen imprimir piezas totalmente macizas (similar a la fundición), con gran detalle, alturas de capa de 0.02 mm y sin la necesidad de post-procesado, siendo la única desventaja frente a la impresión 3D FDM de Filamet™ el coste de: material, fabricación y las propias impresoras.

Maqueta fabricada con Filamet™ de bronce y sinterizado

Imagen 2: Maqueta fabricada con Filamet™ de bronce y sinterizado. Fuente: The Virtual Foundry

Debido a su gran contenido de metal (87%), es necesario colocar la entrada del filamento lo más alineado posible con el extrusor y emplear FilaWarmer, un calentador por el cual se introduce el filamento para eliminar su curvatura y que de esa manera se produzca el menor rozamiento posible en el extrusor y HotEnd. Una vez impresa una pieza es necesario realizar el proceso de sinterizado, en entorno abierto o en entorno al vacío o inerte, para eliminar el polímero (PLA), teniendo en cuenta que los valores de sinterizado se deben ajustar en función de la geometría y modelo de horno. El producto que se obtiene es totalmente metálico, con las propiedades reales del metal como conductividad eléctrica, post-procesado por lijado y pulido o incluso unión por soldadura; pero con cierta porosidad y con una reducción del volumen debido a la pérdida del PLA. Para saber más sobre todo el proceso de impresión, sinterizado y post-procesado debe visitar el apartado de "Consejos de Uso".

Cono fabricado con Filamet™ de bronce sin sinterizarCono fabricado con Filamet™ de bronce sinterizado

Imagen 3: Conos fabricados con Filamet™ de bronce sin sinterizar y sinterizado. Fuente: The Virtual Foundry

Los usuarios que no disponen de un horno con las propiedades necesarias para realizar el sinterizado de las piezas impresas con el Filamet™ de bronce y conseguir las propiedades finales de este metal, pueden ponerse en contacto con nosotros y valoraremos su viabilidad mediante nuestros colaboradores con capacidad de realizar el post-procesado necesario para obtener el resultado final deseado.

Mecanizable Mecanizable
Resistencia a abrasión Resistencia a abrasión
Resistencia a fatiga Resistencia a fatiga
Conductividad eléctrica Conductividad eléctrica
Conductividad térmica Conductividad térmica
Carga metálica Carga metálica
Detectable Detectable
Ocultar variaciones de color (Ocultar variaciones de color)

CONSEJOS DE IMPRESIÓN

Debido a la alta cantidad de metal, el filamento se puede romper con mayor facilidad que un filamento de PLA convencional. Para evitar roturas durante la impresión es recomendable usar Filawarmer, un accesorio que precalienta el filamento antes de la impresión para reducir su fragilidad y aumentar su maleabilidad.

Es necesario emplear un nozzle endurecido de al menos 0.6 mm de diámetro para evitar atascos.

En cuanto al relleno, la cantidad media recomendada es del 30-70 %, pero depende en gran medida del tipo de pieza que el usuario desee obtener y de si la pieza será sinterizada o no. Para obtener más información, vea este vídeo:

Vídeo 1: El relleno recomendado para los materiales TVF. Fuente: TVF.

Es recomendable imprimir sobre una base de vidrio y emplear un adhesivo como Magigoo. No se puede imprimir directamente sobre bases de PEI, ya que la pieza se podría quedar soldada a la base y esta se estropearía. En caso de tener una base de PEI se recomienda aplicar una capa de Blue Tape.

Se recomienda imprimir a velocidades bajas de hasta 30 mm/s.

PROCESO DE SINTERIZADO

Materiales necesarios:

  • Horno metalúrgico.
  • Crisol refractario
  • Polvo refractario
  • Carbón de sinterizado

PASO 1: Colocación de la pieza

  1. Llenar el crisol con polvo refractario dejando 25 mm libres en la superficie del crisol.
  2. Sumergir la pieza en el polvo refractario asegurándose de dejar una separación de al menos 15 mm entre la superficie de la pieza y las paredes y partes superior e inferior del crisol. No se debe compactar el polvo refractario.
  3. Colocar el crisol en el horno.

PASO 2: Debind térmico.

  1. Calentar a una velocidad de 55.6 ºC/h hasta alcanzar los 482 ºC.
  2. Mantener a 482 ºC durante 4 horas.
  3. Dejar enfriar hasta la temperatura ambiente.
  4. Apagar el horno y desenchufarlo para cortar la corriente.
  5. Retirar la pieza y el polvo refractario del crisol.

PASO 3: Preparación para el sinterizado

  1. Llenar el crisol con polvo refractario dejando 25 mm libres en la superficie del crisol.
  2. Sumergir la pieza en el polvo refractario asegurándose de dejar una separación de al menos 15 mm entre la superficie de la pieza y las paredes y partes superior e inferior del crisol. No se debe compactar el polvo refractario.
  3. Cubrir la superficie con 25 mm de carbón de sinterizado. Si es posible, colocar una tapa sobre el crisol (sin sellarlo, se utiliza para conservar el carbón de sinterizado).
  4. Introducir de nuevo el crisol en el horno.

PASO 4: Sinterizado

    1. Calentar a una velocidad de 111.1 ºC/h hasta alcanzar los 885 ºC.
    2. Mantener a 885 ºC durante 5 horas*.

    PASO 5: Enfriamiento

    1. 2. Dejar enfriar hasta la temperatura ambiente.
    * Tiempo recomendado para un cubo de hasta 50mm. Para piezas más grandes será necesario aumentar el tiempo.
    Información general
    Fabricante The Virtual Foundry (USA)
    Material Bronce (87 %) + PLA 
    Formato Bobina de 500 g
    Densidad 4.5 g/cm3
    Cantidad de metal (volumen) 66 %
    Cantidad de metal (masa) 87 %
    Diámetro de filamento 1.75 ó 2.85 mm
    Tolerancia de diámetro -
    Longitud filamento ±47 m (Ø 1.75 mm - 0.5 kg)
    ±17 m (Ø 2.85 mm - 0.5 kg)
    Color Marrón
    RAL/Pantone  -
    Propiedades de impresión
    Temperatura de impresión 205 - 215 ºC
    Temperatura de base/cama 50 ºC (opcional)
    Temperatura de FilaWarmer (1) 45 ºC
    Temperatura de cámara -
    Ventilador de capa -
    Velocidad de impresión 30 mm/s
    Diámetro de nozzle ≥0.6 mm de acero inoxidable
    Infill recomendado 100 %
    Propiedades de sinterizado
    Recipiente Crisol refractario
    Polvo refractario Al2O3
    Temperatura máxima 871 ºC
    Propiedades mecánicas
    Resistencia al impacto Izod -
    Resistencia al impacto Charpy -
    Alargamiento a la rotura -
    Resistencia a la tracción -
    Módulo de tracción -
    Resistencia a la flexión -
    Módulo de flexión -
    Dureza superficial -
    Propiedades térmicas
    Temperatura reblandecimiento 55 ºC
    Temperatura de fusión -
    Propiedades específicas
    Transparencia Opaco
    Protección contra la radiación (sin sinterizar) No
    Información adicional
    HS Code 7403.22
    Diámetro carrete (exterior) 300 mm
    Diámetro carrete (agujero interior) 65 mm
    Ancho carrete 55 mm


    * Los valores típicos detallados en esta tabla deben considerarse a modo de referencia. Los valores reales pueden variar según el modelo de impresora 3D utilizado, diseño de la pieza y condiciones de impresión. Aconsejamos confirmar los resultados y propiedades finales con test propios. Para más información se debe consultar la ficha técnica del producto.

    (1) Imprescindible el uso del FilaWarmer para calentar el filamento y eliminar su curvatura, de esa manera se produce un menor rozamiento en el extrusor y el HotEnd.

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