Filamet cuivre

Filamet™ en cuivre de The Virtual Foundry (TVF) est un filament innovant composé 90% 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 : Navires en cuivre Filamet non fritté, après debinding et enfin fritté. Source : The Virtual Foundry

Le cuivre a été l’un des premiers métaux utilisés dans la préhistoire car il se trouvait  facilement dans la nature et il était facile à travailler. Il se caractérise par sa couleur rougeâtre, sa luminosité, mais surtout comme l’un des meilleurs conducteurs de l’électricité, une valeur si élevée qu’on lui a attribué la valeur maximale de la référence de conductivité électrique (IACS). Le cuivre présente une grande ductilité et malléabilité, une facilité de stratification et de forgeage et même une facilité de soudage. Ce métal est utilisé dans les applications de conductivité électrique (câblage, équipements électriques ou circuits intégrés), d'éléments dissipatifs et résistant à la corrosion (freins, paliers ou caténaires), de produits pour le transport de l'eau (tuyaux) et anciennement pour la fabrication d'éléments décoratif et des pièces. Compte tenu de l'infini d'applications dans lesquelles le cuivre est présent, il n'est pas étonnant qu'il soit le troisième métal le plus consommé au monde.

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, 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. Une autre application notable est l’impression de conteneurs pour la radioprotection avec le Filamet™ tungstène. Ces types de conteneurs sont utilisés pour transporter des médicaments réactifs 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.

Filamet™ en cuivre 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 90% en cuivre 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 Filamet ™ cuivre 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: Modèle fabriqué en Filamet™ en cuivre et fritté. Source: The Virtual Foundry

En raison de sa forte teneur en métal (90%), 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".

Image 3: Cônes en Filamet™ cuivre sans frittées et fritté. Source: The Virtual Foundry

Les utilisateurs qui ne disposent pas d'un four possédant les propriétés nécessaires pour fritter les pièces imprimées avec l' acier inoxydable Filamet™ 316L 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.