Polvo refractario de mezcla de acero
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Polvo refractario de mezcla de acero

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El polvo refractario de mezcla de acero es un polvo desarrollado para utilizar en el proceso de sinterizado de piezas impresas en 3D con filamentos metálicos Filamet™ de The Virtual Foundry, como el filamento 316L, el filamento Inconel o el filamento 17-4.

Estos filamentos metálicos están compuestos por un alto porcentaje de partículas metálicas (entre el 80 y el 95%) y por PLA, que actúa como aglutinante del polvo metálico. Gracias al contenido en PLA estos filamentos se pueden emplear en casi cualquier impresora 3D FDM del mercado utilizando los mismos parámetros de impresión que con el PLA estándar. Se debe tener en cuenta que el alto contenido en partículas metálicas de estos materiales sí afecta a la fragilidad del filamento, y se recomienda utilizar Filawarmer para optimizar el proceso de impresión con estos filamentos reduciendo el riesgo de rotura.

Para conseguir piezas completamente metálicas con estos filamentos, las piezas impresas en 3D deben someterse a un proceso de sinterizado para eliminar el material aglutinante (PLA).

Para llevar a cabo el proceso de sinterizado de piezas impresas en 3D con los filamentos 316L, Inconel y 17-4, se deben seguir los siguientes pasos:

  1. Rellenar un crisol con polvo refractario de mezcla de acero.
  2. Introducir y enterrar la pieza impresa en 3D.
  3. El usuario debe dejar unos 40 mm de espacio libre en la parte superior del crisol, que debe rellenar con Carbón de sinterizado.

Proceso de sinterizadoProceso de sinterizado

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

El producto que se obtiene tras realizar el sinterizado es una pieza totalmente metálica, con las propiedades reales del metal como puede ser el 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 el sinterizado de filamentos metálicos como 316L, Inconel o 17-4 se debe utilizar un horno al vacío o inerte. En la siguiente tabla se muestran los materiales recomendados para el sinterizado de cada filamento metálico Filamet de The Virtual Foundry:

Bronce Cobre 316L Inconel 17-4
Crisol
Alumina
Crisol
Grafito
Crisol
Acero inox
Polvo
refractario		 Al2O3 +
Carbón de sinterizado		 Al2O3 +
Carbón de sinterizado		 Polvo mezcla de acero +
Carbón de sinterizado		 Polvo mezcla de acero +
Carbón de sinterizado		 Polvo mezcla de acero +
Carbón de sinterizado
Temp. max.
Sinterizado		 871 ºC 1074 ºC 1260 ºC 1260 ºC 1232 ºC
Tabla 1: Productos para el sinterizado de filamentos metálicos de TVF. Fuente: The Virtual Foundry.

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

Información general
Fabricante The Virtual Foundry
Cantidad 1 kg

Otras
HS Code 2818.2

Post-procesado: Sinterizado en horno vacío o inerte

El sinterizado de filamentos metálicos Filamet se debe llevar a cabo en un horno de entorno al vacío o inerte se necesita un crisol (recipiente de cocción) y polvo refractario de mezcla de acero. Los pasos a seguir son los siguientes:

  1. En primer lugar, see 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.
  2. El usuario debe dejar aproximadamente 40 mm libres en la parte superior del crisol, que debe rellenar con carbón de coco para sinterizado.
  3. A continuación, se coloca el crisol en el horno a temperatura ambiente. Se aumenta la temperatura hasta alcanzar la temperatura de sinterizado correspondiente (ver tabla) y se mantiene durante un tiempo determinado. Por último, se debe dejar que se enfríe el horno hasta temperatura ambiente.
MaterialTemperatura
Filamet™ de acero inoxidable 316L1260 ºC
Filamet™ Inconel 718-341260 ºC
Filamet™ acero 17-41232 ºC
Tabla 1: Temperatura y tiempo del último paso del sinterizado en función del tipo del material

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 aproximadamente un 7%.

Post-procesado: Lijado y 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 según el filamento utilizado.

The Virtual Foundry ofrece más información acerca del sinterizado de filamentos Filamet en el siguiente enlace.