Filamet Titane 64-5

Filamet™ titane 64-5 par The Virtual Foundry (TVF) est un filament innovant composé de 80 % de métal et le reste par PLA. The Virtual Foundry est une entreprise américaine composée de grands experts du secteur du métal fondu, qui travaillent constamment depuis 2014 pour améliorer et élargir leur gamme de filaments et d'accessoires pour l'impression 3D FDMde métaux. Leurs produits visent à résoudre et à simplifier les problèmes grâce à des matériaux métalliques innovants pour les imprimantes 3D FDM de tout type.

Image 1 : Engrenage en titane 64-5 non fritté. Source : Saphire

Le titane 64 ou titane grade 5 est un alliage de titane contenant 6 % d'aluminium et 4 % de vanadium. C'est l'alliage de titane le plus couramment utilisé en raison de sa grande résistance mécanique, de son faible poids et de sa grande résistance à la corrosion. Il est nettement plus résistant que le titane pur et peut être traité thermiquement et soudé, ce qui le rend également plus facile à fritter.

Il possède également une résistance aux températures élevées, supportant des températures de travail allant jusqu'à 400 ºC en continu.

Sa principale application se situe dans les éléments structurels pour le secteur aéronautique, ainsi que dans la fabrication d'implants médicaux.

Après de nombreuses années de recherche et de développement, The Virtual Foundry a été le pionnier dans le développement de filaments métalliques pour l'impression 3D. Le grand avantage concurrentiel développé est que pour obtenir des pièces en métal pur, il suffit d'imprimer la pièce et de la fritter dans un four. D'autres fabricants qui ont essayé de développer des filaments métalliques doivent effectuer un processus supplémentaire (avant le frittage dans le four) : le debinding, un processus chimique pour séparer les polymères liants du métal. On peut donc en conclure que The Virtual Foundry est le pionnier et la référence en matière d'impression 3D FDM des métaux, en obtenant un procédé assez simple avec des résultats jamais vus auparavant dans le monde de la fabrication des métaux.

Actuellement, une large liste de secteurs industriels utilisent les filaments de The Virtual Foundry : fabricants d'imprimantes 3D, innovation biomédicale, développement de moteurs à réaction, blindage contre les radiations, exploration spatiale, énergie nucléaire, dentaire, artistes ou stylisme. Une application remarquable est la fabrication d'un foret à eau chaude à chauffage interne pour le forage en Antarctique. Avec le Filamet™ cuivre, un foret dont la structure interne est extrêmement difficile à usiner ou à mouler a été fabriqué très facilement et à faible coût. Une autre application remarquable est l'impression de conteneurs pour le blindage contre les radiations, réalisée avec le Filamet™ tungstène. Ce type de conteneur est utilisé pour transporter des médicaments réactifs sans avoir à recourir à des conteneurs en plomb (toxiques). Grâce à la densité du tungstène, supérieure de 1,6 à celle du plomb, ce filament est idéal pour créer tout type de pièce de rechange pour celles en plomb.

Filamet™ titane 64 est un filament composé d'un métal de base et d'un polymère biodégradable (PLA) respectueux de l'environnement. Ce matériau est exempt de particules métalliques exposées et de solvants volatils qui peuvent être libérés lors de l'impression. Composé à 80% de titane 64 et le reste de PLA, ce matériau est extrêmement facile à imprimer, car ses propriétés d'impression sont similaires à celles du PLA, ce qui permet à tout utilisateur d'imprimante 3D FDM de créer des pièces avec ce filament, sans avoir à acheter de coûteuses imprimantes 3D FDM industrielles en métal.

Avec Filamet™ titane des propriétés similaires à celles possibles avec la technologie DMLS sont obtenues, mais avec certaines limites. En raison de la nécessité de fritter les pièces imprimées avec ce filament, où le PLA est éliminé, les pièces ont une porosité, une perte de volume et aucune isotropie. Les imprimantes 3D DMLS parviennent à imprimer des pièces complètement solides (comme pour la fonderie), avec beaucoup de détails, des hauteurs de couche de 0,02 mm et sans besoin de post-traitement, le seul inconvénient par rapport à l'impression 3D FDM de Filamet™ est le coût du matériel, de la fabrication et des imprimantes elles-mêmes.

En raison de sa forte teneur en métal (80%), il est nécessaire de placer l'entrée du filament le plus aligné possible de l'extrudeuse et d'utiliser FilaWarmer, un réchauffeur par lequel le filament est introduit pour éliminer sa courbure et ainsi produire le moins de friction possible dans l'extrudeuse et le HotEnd. Une fois qu'une pièce est imprimée, le processus de frittage doit être effectué, dans un environnement ouvert ou dans un environnement sous vide ou 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 du four. Le produit obtenu est totalement métallique, avec les propriétés réelles du métal telles que la conductivité électrique, le post-traitement par meulage et polissage ou même la soudure ; mais avec une certaine porosité et une réduction de volume due à la perte de PLA.