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    Polvo refractario - Al2O3

    Al2O3-TVF

    The Virtual Foundry

    Nuevo producto

    31 artículos

    34,90 €sin IVA
    42,23 €IVA inc.

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    Polvo refractario para el sinterizado de piezas impresas con filamentos metálicos Filamet™.

    El polvo refractario Al2O3 es un material empleado en el proceso de sinterizado de piezas impresas con filamentos metálicos Filamet™ (The Virtual Foundry). Estos filamentos metálicos están formados por un porcentaje muy elevado de metal (80 % - 95 %) y el resto por PLA. Este elevado contenido de metal no aumenta la complejidad de impresión, ya que todos los filamentos de Filamet™ se utilizan con la misma configuración de impresión que el PLA, siendo materiales ideales para cualquier tipo de impresora 3D FDM (industrial odoméstica).

    Al2O3 o alúmina (óxido de aluminio) es un polvo blanco de gran dureza que se emplea habitualmente para mejorar la resistencia de arcillas y esmaltes. En el proceso de sinterizado se emplea con normalidad como polvo refractario debido a su elevado punto de fusión (2072 ºC), muy superior al punto de fusión de los principales metales empleados por la industria (acero inoxidable, cobre, bronce, acero alto carbono, aluminio, etc.)

    Una vez impresa una pieza con alguno de los filamentos metálicos Filamet™ es necesario realizar el proceso de sinterizado, en entorno abierto o en entorno al vacío o inerte, para eliminar el polímero aglutinante (PLA). Para el sinterizado se coloca la pieza en el crisol totalmente rodeada del polvo refractario Al2O3, asegurando que toda la superficie de la pieza esté completamente cubierta y con cierta separación con las paredes del crisol. El producto que se obtiene tras realizar el sinterizado es una pieza totalmente metálica, con las propiedades reales del metal como pueden ser 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.

    Proceso de sinterizadoProceso de sinterizado

    Imagen 1: Proceso de sinterizado. Fuente: The Virtual Foundry

    En función del metal que se necesite sinterizar y del tipo de horno que se utilice, se necesitan diferentes materiales. En un horno abierto solo se puede sinterizar Filamet™ de cobre y bronce en combinación a polvo refractario Al2O3. En el caso de utilizar un horno al vacío o inerte, se puede sinterizar cualquier metal utilizando como polvo refractario Al2O3. La siguiente tabla muestra el polvo refractario necesario para cada metal y horno, datos verificados por The Virtual Foundry hasta la fecha.

    Filamet™Horno abiertoHorno al vacío o inerte
    Acero inoxidable 316L Magic Black Powder Al2O3
    Cobre Al2O3 Al2O3
    Bronce Al2O3 Al2O3
    Acero alto carbono - Al2O3
    Aluminio 6061 - Al2O3
    Tungsteno - Al2O3
    Tabla 1: Polvo refractario necesario en función del tipo de Filamet™ y del tipo de horno. Fuente: The Virtual Foundry

    Para saber más sobre todo el proceso sinterizado debe visitar el apartado de "Consejos de Uso".

    Post-procesado: Sinterizado

    Sinterizado en entorno abierto

    Sinterizado en entorno al vacío o inerte

    Después de una impresión se necesita sinterizar las piezas para eliminar el PLA que forma parte de Filamet™. El sinterizado puede ser en un entorno abierto (solo para Filamet™ de cobre y bronce) o en un entorno al vacío o inerte (Filamet™ de cobre, bronce, acero inoxidable 316L y otros).

    Sinterizado en entorno abierto

    Para el sinterizado en un entorno abierto se necesita un recipiente refractario (crisol) y polvo refractario Al2O3. El proceso comienza lijando los bordes ásperos de la pieza para obtener mejores resultados. Antes de introducir la pieza en el crisol, se debe colocar una capa de 1.25 cm de Al2O3 en el fondo del crisol, posteriormente posicionar la pieza sobre el Al2O3 y en el centro, sin que toque las paredes. En el caso de sinterizar varias piezas a la vez, debe existir una separación entre ellas de 1.25 cm. Posteriormente se cubre la pieza con Al2O3, dejando una capa de 1.25 cm en la parte superior, se golpea en crisol para que el polvo se distribuya alrededor de toda la pieza y se aplasta para que se compacte completamente. Se cubre el polvo refractario con carbón de cáscara de coco y se aplasta de nuevo. Por último se cubre el crisol con una tapa de acero inoxidable que cubra por lo menos el 80% de la última capa de carbón de cáscara de coco. Una vez completado el proceso anterior, se introduce el crisol en el horno y es el momento de programar el horno para el sinterizado. Desde temperatura ambiente se eleva a 205ºC, desde ahí hasta 815ºC para bronce o 1010ºC para cobre, se aumenta la temperatura 100ºC/h. Desde estas temperaturas hasta 870ºC para bronce o 1060ºC para cobre, se aumenta la temperatura 25ºC/h. Una vez alcanzadas estas temperaturas, se deben mantener entre 1.5 horas hasta 4 horas en función del tamaño de la pieza (piezas de 5g a 10g - 1.5 a 2.0 horas; piezas de 10g a 25g - 2.0 a 3.0 horas; piezas de 25g a 40g - 3.0 a 4.0 horas)

    Tamaño de la pieza (g)Tiempo (h)
    5 - 10 1.5 - 2.0
    10 - 25 2.0 - 3.0
    25 - 40 3.0 - 4.0
    Tabla 1: Tiempo del último paso del sinterizado en función del tamaño de la pieza

    El usuario debe tener en cuenta que estos tiempos y temperaturas son orientativos y que pueden variar en función de muchos aspectos, como el modelo de horno que utilicen por ejemplo. Al final del ciclo de sinterización, se debe abrir ligeramente la puerta del horno (aproximadamente 3 cm) hasta que la temperatura del horno caiga por debajo de 535ºC, luego se debe abrir por completo y dejar que se enfríe hasta que se pueda manejar el crisol de manera segura.

    Sinterizado en entorno al vacío o inerte

    Para el sinterizado en un entorno al vacío o inerte se necesita un crisol (recipiente de cocción) y polvo refractario: Al2O3 para cobre, bronce y acero inoxidable. Se prepara la pieza para el sinterizado colocándola en el interior del crisol y cubriéndola de polvo refractario, teniendo en cuenta que entre las superficies de la pieza y del crisol debe haber por lo menos 10 mm de polvo. A continuación se coloca el crisol en el horno a temperatura ambiente. Se aumenta la temperatura a 205ºC en un tiempo de 200 minutos. Después, en un intervalo de 180 minutos se eleva la temperatura hasta 400ºC. En un tramo de 180 minutos y dependiendo del material, la configuración del siguiente paso será aumentar la temperatura y mantenerla durante un tiempo determinado (ver valores para cada material en tabla). Por último, dejar que se enfríe el horno hasta temperatura ambiente.

    MaterialTemperatura (ºC)Tiempo (min)
    Filamet™ de cobre 983 440
    Filamet™ de bronce 865 440
    Filamet™ de acero inoxidable 316L 1225 240
    Filamet™ de acero alto carbono 1300 440
    Filamet™ de aluminio 6061 555 240
    Filamet™ de tungsteno 1300 440
    Tabla 2: Temperatura y tiempo del último paso del sinterizado en función del tipo del material

    Tanto con el sinterizado en un entorno abierto como en un entorno al vacio o inerte las propiedades mecánicas del producto final están directamente relacionadas con el tiempo que la pieza impresa se mantiene a la temperatura de sinterización. Si el producto final es pulverulento y quebradizo, el tiempo de sinterizado no ha sido el suficiente. Si la impresión muestra una superficie similar a piel arrugada, está sobre sinterizada. Por último y como norma general, durante el proceso de sinterizado se reduce el volumen de la pieza un 7%.

    Post-procesado: Lijado y pulido

    Cubo de cobre pulido

    Una vez sinterizada la pieza se puede lijar y pulir de la misma forma que un metal pero siguiendo una serie de indicaciones. Con lija de agua se consigue eliminar las líneas de impresión y otras pequeñas deformaciones debido a que las partículas sueltas durante el lijado se adhieren a los huecos por el calor de la fricción. En caso de utilizar papel de lija o disco radial de 3M se recomienda empezar el lijado con un grano de 120 (80 para disco radial 3M), teniendo cuidado de no deformar las zonas más delicadas, como las esquinas. Una vez lijada toda la superficie se debe utilizar una lija del siguiente grano y así sucesivamente hasta aumentar 6 o 7 (4 veces para el disco radial de 3M). Antes de pasar al pulido final se recomienda utilizar un papel de lija de grano 3000, con el cual se consigue cierto brillo. Por último y una vez limpiada la pieza con un trapo de franela, se puede pulir la pieza. TVF recomienda utilizar una herramienta giratoria con un disco de pulido y cera abrillantadora para que el pulido sea más rápido y eficaz. Simplemente se debe aplicar un poco de cera abrillantadora en el disco de pulido y pulir con unos movimientos constantes por toda la pieza para no generar exceso de calor, que puede deformar la pieza. Además de lijar y pulir las piezas fabricadas con Filamet™, se puede pueden tallar, fundir de nuevo, soldar y alisar con aplicación de calor.

    Información general
    Fabricante The Virtual Foundry (USA)
    Material Al2O3
    Cantidad 1 kg
    Diámetro de partícula 125-180 μm
    Dureza 9 mohs
    Punto de fusión 2050 °C
    Densidad aparente 1,5 – 2,1 g/cm3
    Color Blanco
    Información adicional
    HS Code 2818.2

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