Filament Rapid 3DShield Tungsten TVF

Rapid 3DShield Tungsten de The Virtual Foundry (TVF) est un filament innovant composé de 91-93 % de métal et du reste de PLA. The Virtual Foundry est une société américaine constituée de grands experts du secteur du métal en fusion qui, depuis 2014, travaillent sans relâche à améliorer et à élargir sa gamme de filaments et d’accessoires pour l’impression 3D FDM des métaux. Ses produits sont conçus pour résoudre et simplifier les problèmes grâce à des matériaux métalliques innovants pour les imprimantes 3D FDM de tous types.

Image 1: Collimateur en tungstène sans frittage. Source: The Virtual Foundry

Le tungstène est un métal de haute densité et de grande dureté, avec le point de fusion le plus élevé (3422 °C) de tous les métaux et le point d’ébullition le plus élevé (5930 °C) de tous les matériaux. Cet ensemble de propriétés rend le tungstène idéal pour la fabrication de filaments de lampes à incandescence, de résistances électriques, d'électrodes de soudage et d'autres éléments soumis à des températures de fonctionnement élevées. Grâce à sa structure moléculaire compacte (BCC), le tungstène est idéal pour la fabrication de boucliers, en forme de bâtonnet ou de plaque, contre tous les types de rayonnement (rayons gamma et neutroniques), avec un pouvoir de protection supérieur conduire, sans produire la toxicité typique libérée par ce métal lourd. Le secteur militaire utilise ce matériau dans une large mesure depuis la Seconde Guerre Mondiale en raison de sa densité et de sa dureté élevées, des propriétés idéales pour la fabrication de blindages pour véhicules (terrestres et aériens) et de projectiles destinés à attaquer des chars et des avions. Ses applications ne s'arrêtent pas là, les alliages de tungstène sont couramment utilisés dans les outils de coupe à grande vitesse, les pointes de stylos, les tubes fluorescents, les articles de bijouterie et les pâtes céramiques.

Rapid 3DShield Tungsten possède la densité la plus élevée de tous les filaments existants, même supérieure à celle de GMass™, ce qui permet de fabriquer des pièces jusqu'à 4 fois plus lourdes qu'avec des matériaux conventionnels (PLA ou ABS). Le tungstène, bien qu’appartenant au groupe des métaux lourds, tels que le plomb, est absolument sans danger et non toxique, car il est capable d’utiliser et de stocker ce filament normalement, sans aucun équipement de sécurité spécial.

Une application remarquable de Rapid 3DShield Tungsten (sans frittage) est l’impression de vaisseaux de protection contre les radiations (150 kva). Ces types de conteneurs sont utilisés pour transporter des médicaments radioactifs sans avoir à recourir à des conteneurs en plomb (toxiques). Grâce à la densité de tungstène, supérieure de 1,6 à celle du plomb, ce filament est idéal pour créer tout type de pièce de rechange en plomb.

Comme pour tous les filaments métalliques Filamet™, lors de l’impression Rapid 3DShield Tungsten, l’utilisateur doit tenir compte du fait qu’une buse en acier inoxydable doit être utilisée, mais en raison de la haute densité de tungstène, diamètre de la buse jusqu’à 0.3 mm, diamètre qui permet de réaliser des pièces très détaillées.

The Virtual Foundry a été le pionnier dans le développement de filaments métalliques pour l'impression 3D après de nombreuses années de recherche et de développement. Le grand avantage concurrentiel développé est que pour obtenir les pièces en métal pur, il suffit d’imprimer la pièce et de la fritter dans un four. Les autres fabricants qui ont essayé de développer des filaments métalliques doivent effectuer un autre processus (avant le frittage dans le four), à savoir le déliantage qui consiste en un processus chimique permettant de séparer les polymères liants du métal. Par conséquent, on peut en conclure que The Virtual Foundry est le pionnier et la référence en matière d’impression FDM des métaux en 3D, en obtenant un processus assez simple avec des résultats jamais obtenus jusqu’à présent dans le monde de la fabrication des métaux.

Actuellement, de nombreux secteurs utilisent les filaments de The Virtual Foundry: fabricants d’imprimantes 3D, innovation biomédicale, développement de moteurs à réaction, protection contre les radiations (150 kva), exploration spatiale, énergie nucléaire, dentaire, artistes ou stylisme de mode. Une application remarquable est la fabrication d’une perceuse avec chauffage à eau chaude interne pour le forage en Antarctique. Avec le Filamet™ de cuivre, il a été fabriqué très facilement et à faible coût, une perceuse à structure interne extrêmement difficile à usiner ou à mouler.

Rapid 3DShield Tungsten est un filament formé de métal de base et d'un polymère biodégradable et écologique (PLA). Ce matériau est exempt de particules métalliques exposées et de solvants volatils pouvant être libérés lors de l'impression. Formé à 91-93 % en tungstène et le reste en PLA,  ce matériau est extrêmement simple à imprimer car ses propriétés d'impression sont similaires à celles du PLA, ce qui permet à tout utilisateur d'une imprimante 3D FDM créer des pièces avec ce filament, sans avoir à acheter des imprimantes industrielles 3D FDM métalliques coûteuses. Les propriétés Rapid 3DShield Tungsten sont similaires à celles possibles avec la technologie DMLS, mais avec certaines limitations. En raison de la nécessité de fritter les pièces imprimées avec ce filament, où le PLA est retiré, les pièces ont une porosité, une perte de volume et une non-isotropie. Les imprimantes 3D DMLS parviennent à imprimer des pièces totalement solides (similaires à la fonderie), avec des détails très détaillés, des hauteurs de couche de 0.02 mm et sans nécessiter de post-traitement, seul inconvénient par rapport au coût de l’impression Filamet™ 3D FDM de: matériel, fabrication et les imprimantes elles-mêmes.

Image 2: Pièce de précision fabriqué avec Rapid 3DShield Tungsten sans frittage. Source: The Virtual Foundry

En raison de sa forte teneur en métal (91-93 %), il est nécessaire de placer l'entrée de filament aussi alignée que possible avec l'extrudeuse et d'utiliser FilaWarmer, un appareil de chauffage par lequel le filament est introduit pour éliminer sa courbure et ainsi le moins de frottement possible se produit dans l'extrudeuse et HotEnd. Une fois qu'une pièce est imprimée, il est nécessaire d'effectuer le processus de frittage, dans un environnement ouvert, sous vide ou dans un environnement inerte, pour éliminer le polymère (PLA), en tenant compte du fait que les valeurs de frittage doivent être ajustées en fonction de la géométrie et du modèle de four. Le produit obtenu est totalement métallique, avec les propriétés réelles du métal telles que la conductivité électrique, post-traité par ponçage et polissage ou même par soudure. mais avec une certaine porosité et une réduction de volume due à la perte de PLA. Pour en savoir plus sur l'ensemble du processus d'impression, de frittage et de post-traitement, consultez la section "Conseils d'utilisation".

Les utilisateurs qui ne disposent pas d'un four possédant les propriétés nécessaires pour fritter les pièces imprimées avec Rapid 3DShield Tungsten et obtenir les propriétés finales de ce métal, ils peuvent nous contacter et nous évaluerons sa viabilité à travers nos collaborateurs ayant la capacité d'effectuer le post-traitement nécessaire pour obtenir le résultat final souhaité.