Filamet alluminio 6061

Filamet™ di alluminio 6061 di The Virtual Foundry (TVF) è un filamento innovativo composto da più di 65 % di metallo e il resto da PLA. The Virtual Foundry è un'azienda americana formata da esperti leader nel settore del metallo fuso, che dal 2014 lavora costantemente per migliorare e far crescere la propria gamma di filamenti e accessori per la stampa 3D FDM in metallo. I loro prodotti mirano a risolvere e semplificare i problemi attraverso materiali metallici innovativi per stampanti 3D FDM di tutti i tipi.

Immagine 1: Ingranaggio realizzato con alluminio 6061 senza sinterizzazione. Fonte: The Virtual Foundry

L'alluminio è un metallo non ferroso abbondante in natura, che costituisce l'8% della crosta terrestre. Questo metallo ha molte proprietà notevoli: elevata resistenza alla corrosione, bassa densità, buon conduttore di elettricità e calore, facilità di lavorazione, economicità ed elevata resistenza meccanica nelle sue forme in lega. Tutte queste proprietà hanno reso l'alluminio uno dei metalli più utilizzati nell'industria, secondo solo all'acciaio. Le sue applicazioni sono così varie che si potrebbe dire che tutti i prodotti fabbricati e utilizzati dall'industria impiegano l'alluminio: specchi, lattine, tetrabrik, cavi elettrici, diffusori di calore, contenitori criogenici, ecc. Una delle sue leghe più comuni è l'Al6061, un alluminio indurito principalmente con magnesio e silicio, che presenta una buona saldabilità, buone proprietà meccaniche e una densità molto bassa. Questa lega di alluminio è spesso utilizzata per la costruzione di tutti i tipi di veicoli (aerei, yacht, automobili e biciclette ad alte prestazioni), imballaggi alimentari e tutti i tipi di oggetti che richiedono un buon equilibrio tra resistenza e peso.

The Virtual Foundry è stata pioniera nello sviluppo di filamenti metallici per la stampa 3D dopo molti anni di ricerca e sviluppo. Il grande vantaggio competitivo sviluppato è che per ottenere pezzi in metallo puro è necessario solo stampare il pezzo e sinterizzarla in un forno. Altri produttori che hanno cercato di sviluppare filamenti metallici devono eseguire un processo aggiuntivo (prima della sinterizzazione in forno): il debinding, un processo chimico per separare i polimeri leganti dal metallo. Si può quindi concludere che The Virtual Foundry è il pioniere e il punto di riferimento nella stampa 3D FDM in metallo, ottenendo un processo abbastanza semplice con risultati mai visti prima nel mondo della fabbricazione dei metalli.

I filamenti di Virtual Foundry sono attualmente utilizzati da un ampio elenco di settori industriali: produttori di stampanti 3D, innovazione biomedica, sviluppo di motori a reazione, schermatura dalle radiazioni, esplorazione spaziale, energia nucleare, dentale, artisti e design di moda. Un'applicazione degna di nota è la produzione di una punta di trapano ad acqua calda riscaldata internamente per la perforazione in Antartide. Grazie al Filamet™ di ottone è stato possibile produrre con estrema facilità e a basso costo una punta da trapano con una struttura interna estremamente difficile da lavorare o da modellare. Un'altra applicazione degna di nota è la stampa di contenitori per la schermatura delle radiazioni utilizzando il Filamet™ di tungsteno. Tali contenitori sono utilizzati per trasportare farmaci reattivi senza dover ricorrere a contenitori di piombo (tossici). Grazie alla densità del tungsteno, che è 1,6 volte superiore a quella del piombo, questo filamento è ideale per creare qualsiasi tipo di pezzo sostitutivo di quelli realizzati in piombo.

Filamet™ di alluminio 6061 è un filamento composto da metallo di base e da un polimero biodegradabile ed ecologico (PLA). Questo materiale è privo di particelle metalliche esposte e di solventi volatili che possono essere rilasciati durante la stampa. Composto per oltre l'80% da acciaio inossidabile 316L e per il resto da PLA, questo materiale è estremamente facile da stampare, poiché le sue proprietà di stampa sono simili a quelle del PLA, consentendo a qualsiasi utente di stampanti 3D FDM di creare pezzi con questo filamento, senza la necessità di acquistare costose stampanti 3D FDM industriali in metallo. Il Filamet™ 316L raggiunge proprietà simili a quelle possibili con la tecnologia DMLS, ma con alcune limitazioni. A causa della necessità di sinterizzare i pezzi stampati con questo filamento, dove il PLA viene rimosso, i pezzi presentano porosità, perdita di volume e non isotropia. Le stampanti 3D DMLS possono stampare pezzi completamente solide (simili alla ghisa), con grandi dettagli, altezze di strato di 0,02 mm e senza necessità di post-produzione; l'unico svantaggio rispetto alla stampa 3D FDM Filamet™ è il costo di: materiale, produzione e delle stampanti stesse.

Immagine 2: Rotore realizzato con Filamet™ di alluminio 6061 senza sinterizzazione. Fonte: The Virtual Foundry

A causa dell'elevato contenuto di metallo (oltre 67 %), è necessario posizionare l'ingresso del filamento il più possibile allineato con l'estrusore e utilizzare il FilaWarmer, un riscaldatore attraverso il quale viene introdotto il filamento per eliminarne la curvatura e produrre così il minor attrito possibile nell'estrusore e nell'HotEnd. Una volta stampato il pezzo, è necessario effettuare il processo di sinterizzazione, in ambiente aperto o sotto vuoto o in ambiente inerte, per eliminare il polimero (PLA), tenendo presente che i valori di sinterizzazione devono essere regolati in base alla geometria e al modello di forno. Il prodotto ottenuto è completamente metallico, con le reali proprietà del metallo come la conducibilità elettrica, post-produzzione mediante levigatura e lucidatura o addirittura saldatura; ma con una certa porosità e con una riduzione di volume dovuta alla perdita di PLA. Per saperne di più sull'intero processo di stampa, sinterizzazione e post-produzzione, si consiglia di visitare la sezione "Consigli per l'uso".

Gli utenti che non dispongono di un forno con le caratteristiche necessarie per sinterizzare le parti stampate con Filamet™ in acciaio inossidabile 316L e ottenere le proprietà finali di questo metallo, possono contattarci e valuteremo la loro fattibilità attraverso i nostri collaboratori con la capacità di effettuare la post-produzione necessaria per ottenere il risultato finale desiderato.