Filamet™ cuivre Agrandir l'image

Filamet cuivre

The Virtual Foundry

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129,90 €
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Avec 89 % de métal, des pièces métalliques présentant les propriétés du cuivre (radioprotection) sont obtenues.

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.

Navires imprimés avec du cuivre FilametImage 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.

Modèle fabriqué en Filamet™ en cuivre et fritté

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".

Cône en Filamet™ cuivre non frittéesCône Filamet™ en cuivre fritté

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.

Usinable Usinable
Résistance à la fatigue Résistance à la fatigue
Conductivité électrique Conductivité électrique
Conductivité thermique Conductivité thermique
Contenu métallique Contenu métallique
Détectable Détectable
Masquer variations de couleur (Masquer variations de couleur)

CONSEILS D'IMPRESSION

En raison de la quantité élevée de métal, le filament peut être cassé plus facilement qu'un filament PLA conventionnel. Pour éviter les ruptures pendant l'impression, il est recommandé d'utiliser le Filawarmer, un accessoire qui préchauffe le filament avant l'impression pour réduire sa fragilité et augmenter sa malléabilité.

Il est nécessaire d'utiliser une buse trempée d'au moins 0,6 mm de diamètre pour éviter tout blocage.

En ce qui concerne le remplissage, la quantité moyenne recommandée est de 30 à 70 %, mais cela dépend largement du type de pièce que l'utilisateur souhaite obtenir et du fait que la pièce sera frittée ou non. Pour plus d'informations, veuillez regarder cette vidéo :

Vidéo 1 : Remplissage recommandé pour les matériaux TVF. Source : TVF.

Il est recommandé d'imprimer sur une base en verre et d'utiliser un adhésif tel que Magigoo. Il n'est pas possible d'imprimer directement sur les bases de PEI, car la pièce pourrait être soudée à la base et la base serait endommagée. Si vous avez une base de PEI, nous vous recommandons d'appliquer une couche de Blue Tape.

Il est recommandé d'imprimer à faible vitesse jusqu'à 30 mm/s.

PROCESSUS DE FRITTAGE

Matériel nécessaire :

  • Four métallurgique.
  • Creuset réfractaire
  • Poudre réfractaire
  • Le charbon fritté

ÉTAPE 1 : Placement de la pièce

  1. Remplissez le creuset de poudre réfractaire en laissant 25 mm de libre à la surface du creuset.
  2. Immergez la pièce dans la poudre réfractaire en veillant à laisser un espace d'au moins 15 mm entre la surface de la pièce et les parois et les parties supérieure et inférieure du creuset. La poudre réfractaire ne doit pas être compactée.
  3. Placez le creuset dans le four.

ÉTAPE 2 : Debind thermique.

  1. Chauffez à un taux de 55,6 ºC/h jusqu'à ce que vous atteigniez 482 ºC.
  2. Maintenir à 482 °C pendant 4 heures.
  3. Laissez refroidir à température ambiante.
  4. Éteignez le four et débranchez-le pour couper l'alimentation.
  5. Retirez la pièce et la poudre réfractaire du creuset.

ÉTAPE 3 : Préparation pour le frittage

  1. Remplissez le creuset de poudre réfractaire en laissant 25 mm libres à la surface du creuset.
  2. Plongez la pièce dans la poudre réfractaire en veillant à laisser un espace d'au moins 15 mm entre la surface de la pièce et les parois, le haut et le bas du creuset. Ne pas compacter la poudre réfractaire.
  3. Recouvrez la surface de 25 mm de charbon de bois de frittage. Si possible, placez un couvercle sur le creuset (sans le sceller, cela sert à préserver le charbon de frittage).
  4. Remettez le creuset dans le four.

ÉTAPE 4 : Frittage

    1. Chauffez à un taux de 111,1 ºC/h jusqu'à ce que vous atteigniez 1052 ºC.
    2. Maintenir à 1052 ºC pendant 5 heures*.

    ÉTAPE 5 : Refroidissement

    1. 2. Laissez refroidir à température ambiante.
    * Temps recommandé pour un cube jusqu'à 50mm. Pour les pièces plus grandes, il sera nécessaire d'augmenter le temps.
    Informations générales
    Fabricant The Virtual Foundry (USA)
    Matière Cuivre (89 %) + PLA
    Format Bobine de 500 g
    Densité 4.5 g/cm3
    Diamètre du filament 1.75 ou 2.85 mm
    Tolérance de diamètre -
    Longueur du filament ±47 m (Ø 1.75 mm - 0.5 kg)
    ±17 m (Ø 2.85 mm - 0.5 kg)
    Couleur Rougeâtre
    RAL/Pantone  -
    Propriétés d'impression
    Température d'impression 205 - 215 ºC
    Température de plateau 50 ºC (option)
    Température de FilaWarmer (1) 45 ºC
    Température de la chambre -
    Fan de couche -
    Vitesse d'impression recommandée 30 mm/s
    Diamètre de la buse ≥ 0.6 mm de acier inoxidable
    Infill recommandé 100 %
    Propriétés de frittage
    Conteneur Creuset réfractaire
    Poudre réfractaire Al2O3
    Température maximale 1074 ºC
    Propriétés mécaniques
    Résistance au choc Izod -
    Résistance au choc Charpy -
    Allongement à la rupture -
    Résistance à la traction -
    Module de traction -
    Résistance à la flexion -
    Module de flexion -
    Dureté de surface -
    Propriétés thermiques
    Température de ramollissement 55 ºC
    Température de fusion 1083 ºC
    Propriétés spécifiques
    Transparence  Opaque
    Radioprotection (sans frittage) Oui
    Information complémentaire
    HS Code 7406.1
    Diamètre extérieur de la bobine 300 mm
    Diamètre interne (trou) de la bobine 65 mm
    Largeur de la bobine 55 mm


    * Les valeurs typiques détaillées dans ce tableau doivent être considérées comme une référence. Les valeurs réelles peuvent varier en fonction du modèle d'imprimante 3D utilisé, de la conception de la pièce et des conditions d'impression. Nous vous recommandons de confirmer les résultats et les propriétés finales avec vos propres tests. Pour plus d'informations, consultez la fiche technique du produit.

    (1) Il est essentiel d’utiliser le FilaWarmer pour chauffer le filament et éliminer sa courbure, afin d’éviter tout frottement dans l’extrudeuse et dans le HotEnd.

    Accessoires

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