Raise3D MetalFuse - Stampante 3D industriale di metallo

Raise3D, il rinomato produttore di stampanti 3D FDM e filamenti di alta qualità, ha creato MetalFuse, una soluzione completa per la fabricazione additiva con i filamenti metallici Ultrafuse 17-4PH e Ultrafuse 316L di BASF, e il filamento Ultrafuse Support Layer, ideale per la produzione di attrezzi, mascherine, accessori, pezzi funzionali, prototipi e lotti.

Video 1: La soluzione integrata MetalFuse per la fabbricazione interna con i filamenti Ultrafuse di BASF. Fonte: Raise3D.

La soluzione MetalFuse è il primo ecosistema di stampa interna completamente integrato che utilizza i filamenti metallici Ultrafuse di BASF, con un costo di proprietà e manutenzione relativamente basso, e innumerevoli altre vantaggi rispetto alla fabbricazione di metalli SLS o ai metodi tradizionali di produzione di metalli.

Fabbricazione additiva vs. tradizionale

La fabbricazione tradizionale è eccellente per la produzione in grandi volumi. Tuttavia, quando si tratta di disegno sofisticati in lotti piccoli e medi, la fabbricazione additiva non ha rivali. Rispetto ai metodi tradizionali di produzione metallica, come la lavorazione CNC o la stampa a iniezione di metallo (MIM), o anche la stampa 3D SLS con polveri metalliche, la fabbricazione additiva con i filamenti metallici presenta innumerevoli vantaggi.

Video 2: Come Raise3D implementa la fabbricazione flessibile. Fonte: Raise3D.

Non solo riduce significativamente il tempo e il costo di produzione e aumenta la sicurezza dell'utente, ma offre anche molta più libertà per quanto riguarda il disegno del pezzo, la personalizzazione e il numero di pezzi prodotti. Ciò rende possibile la produzione di pezzi che con la fabbricazione tradizionale potrebbero essere più costosi, richiedere più tempo o semplicemente non essere fattibili.

Immagine 1: Confronto delle proprietà dei pezzi prodotti con Ultrafuse 316L con MIM rispetto a MetalFuse. Fonte: Raise3D, Associazione Americana dell'Industria Pulvimetalurgica.

Tuttavia, i pezzi stampati in 3D con filamenti metallici devono essere sottoposti a processi di debinding e sinterizzazione, che rimuovono il legante polimerico e trasformano il pezzo verde in un pezzo marrone e successivamente in un oggetto completamente metallico. Il debinding e la sinterizzazione sono processi impegnativi e complessi, quindi normalmente questi servizi sono eseguiti da professionisti con l'ausilio di attrezzature specializzate. Con MetalFuse, tuttavia, ciò può essere fatto facilmente e in sicurezza in azienda.

Cosa include MetalFuse?

La soluzione MetalFuse comprende:

1. Forge 1 - stampante 3D metallica da tavolo.
2. D200-E - forno di debinding catalitico.
3. S200-C - forno di sinterizzazione sottovuoto.

Tutti ottimizzati per offrire il massimo comfort e sicurezza all'utente, nonché un efficiente flusso di lavoro di stampa 3D in metallo: dalla laminazione, alla stampa, al debinding e alla sinterizzazione, fino a un pezzo finito 100% metallico.

Immagine 2: La soluzione MetalFuse per la fabbricazione additiva con i filamenti metallici Ultrafuse di BASF. Fonte: Raise3D.

Con la soluzione Raise3D MetalFuse, i pezzi verdi (1) stampati in 3D con i filamenti metallici Ultrafuse sulla stampante Forge 1 passano attraverso il processo di debinding (2) nel forno di debinding catalitico D200-E per rimuovere il legante polimerico dal pezzo.

Immagine 3: Processo di stampa, debinding e sinterizzazione con MetalFuse. Fonte: Raise3D.

Successivamente, il pezzo marrone risultante viene inserita nel forno S200-C per la sinterizzazione (3), dove viene rimasto qualsiasi residuo di legante polimerico. Il risultato è un pezzo completamente metallico (4) che può essere sottoposta a ulteriori lavorazioni, ad esempio tramite lucidatura.

Forge 1, stampante 3D metallica da tavolo

La stampante 3D FDM Forge 1 ha un notevole volume di costruzione di 300 x 300 x 300 mm per estrusione singola e 255 x 300 x 300 mm per estrusione doppia. Questo offre libertà di utilizzo in termini di dimensioni e complessità dei pezzi e consente anche di produrre in lotti molti pezzi allo stesso tempo.

Immagine 4: La stampante 3D metallica Forge 1 fa parte della soluzione MetalFuse. Fonte: Raise3D.

Il sistema di estrusione doppio con sollevamento e cinematica precisa garantisce alta velocità (30-150 mm/s) e precisione di stampa. La Forge1 di Raise3D stampa strati da 0,25 a 0,1 mm, producendo pezzi con superfici esterne lisce. La Forge 1 è dotata di un piano di costruzione in vetro automaticamente livellato con un letto termico in silicone, che assicura un'ottima adesione e garantisce una calibrazione precisa. La Forge1 viene fornita con un'ugello predefinito da 0,4 mm che può stampare a temperature fino a 300 °C.

Immagine 5: La stampante 3D metallica Forge 1 che lavora in modalità estrusione doppia. Fonte: Raise3D.

Oltre a questo, la stampante 3D Forge 1 ha diverse funzionalità intelligenti che ottimizzano il processo di lavoro, rendendolo sicuro ed efficiente. La stampante 3D è dotata di un filtro HEPA con carbone attivo e, quando è in funzione, genera solo circa 55 dB, rendendo il processo di stampa 3D silenzioso e piacevole e rendendo il dispositivo adatto a ambienti sensibili al rumore, come laboratori o istituti educativi.

Forno di debinding D200-E

Il forno di debinding MetalFuse D200-E utilizza debinding catalitico con acido ossalico in un'atmosfera di argon e azoto, un processo completamente sicuro e rispettoso dell'ambiente con un'elevata velocità di debinding (oltre 1 mm/h). Il metodo di debinding catalitico con acido ossalico utilizzato nel forno Raise3D D200-E è il primo caso di applicazione di questa tecnologia nel contesto della fabbricazione additiva di metalli, poiché altri metodi di AM utilizzano debinding con solventi o termico per pezzi stampati in 3D con filamenti metallici.

Immagine 6: Il forno di debinding D200-E. Fonte: Raise3D.

Secondo i test interni di Raise3D, questo processo comporta un risparmio del 60% del tempo di debinding (4-12 ore invece di 12-7 ore) rispetto al debinding con solventi o termico, è più semplice del trattamento con acido nitrico e aumenta la densità del pezzo fino al 98% della densità del ferro forgiato (un aumento del 52% rispetto ai prodotti ottenuti mediante debinding con solventi).

Il forno di debinding D200-E ha una camera di lavoro di 200 x 200 x 200 mm con ripiani multilivello regolabili (7 posizioni). D200-E è dotato di varie funzioni intelligenti, come bloccaggi di sicurezza, un pulsante di stop di emergenza nella parte anteriore e impianti di adsorbimento del carbone attivo per il trattamento dei gas di scarico. Inoltre, il D200-E può essere spostato grazie alle ruote girevoli incorporate con blocchi di livellamento regolabili.

Immagine 7: L'interfaccia utente del forno di debinding D200-E. Fonte: Raise3D.

Il dispositivo ha un'interfaccia utente facile da usare visualizzata su uno schermo tattile da 7" e può essere collegato alla rete tramite WLAN o Ethernet tramite qualsiasi browser. Il progresso del lavoro di debinding può essere seguito in tempo reale e vengono forniti profili di temperatura e pressione autogenerati.

Forno di sinterizzazione S200-C

Il passaggio finale per ottenere un pezzo completamente metallico in stampa 3D è la sinterizzazione. Il forno di sinterizzazione sottovuoto S200-C fa parte della soluzione Raise3D MetalFuse per la produzione additiva con i filamenti metallici Ultrafuse di BASF. Il S200-C si occupa di rimuovere qualsiasi residuo di legante polimerico dalla parte marrone in un'atmosfera di argon-nitrogeno con l'aiuto di temperature al di sotto del punto di fusione del metallo, generate da una barra riscaldante in grafite fino a un massimo di 1450 ºC. In questo modo, la parte raggiunge le sue proprietà finali di durezza e resistenza.

Immagine 8: Esterno e interno del forno di sinterizzazione S200-C. Fonte: Raise3D.

Il forno di sinterizzazione S200-C si distingue per la sua veloce capacità di sinterizzazione unita a un basso consumo di gas ed energia, un vantaggio innegabile per la produzione su piccola scala. Il consumo di gas argon è così basso come 3 l/min e il processo di sinterizzazione dura circa 10-24 ore (rispetto alle 17-31 ore di altri dispositivi di sinterizzazione), con un consumo di 80 kWh.

Immagine 9: Il processo di sinterizzazione di MetalFuse. Fonte: Raise3D.

Il forno di sinterizzazione Raise3D S200-C ha una camera di lavoro di 200 x 200 x 200 mm con ripiani multilivello regolabili (6 posizioni), un pulsante di stop di emergenza montato nella parte anteriore e protezione contro il surriscaldamento, rendendo il suo utilizzo sicuro e comodo.

Immagine 10: MetalFuse è compatibile con il software di laminazione ideaMaker Metal. Fonte: Raise3D.

Come gli altri dispositivi della famiglia MetalFuse, il forno di sinterizzazione S200-C è dotato di uno schermo tattile da 7" per un controllo comodo e di un'interfaccia utente intuitiva che consente all'utente di gestire facilmente il processo. Inoltre, il dispositivo è completamente compatibile con una edizione speciale del software ideaMaker (ideaMaker Metal) che offre modelli ottimizzati per una sinterizzazione senza problemi.

Stampa conveniente di metalli

Il pacchetto di soluzioni MetalFuse per la produzione additiva di metalli è nato dalla combinazione di due forze: lo spirito visionario e l'esperienza di Raise3D nella costruzione di attrezzature per la stampa 3D di alta gamma e i filamenti metallici di qualità Ultrafuse di BASF e i conoscenze tecniche provenienti dalla stampa ad iniezione di metalli (MIM).

Immagine 11: Pezzi sinterizzati (sinistra) e levigati (destra) fabbricati con la soluzione MetalFuse. Fonte: Raise3D.

Questi asset, combinati con il desiderio di offrire una soluzione conveniente per la produzione additiva di metalli, hanno portato alla creazione della stampante 3D metallica Forge 1, del forno di debinding D200-E e del forno di sinterizzazione S200-C. Questi tre dispositivi consentono all'utente di fabbricare pezzi complessi o lotti piccoli con i filamenti metallici Ultrafuse di BASF, e di eseguire il debinding e la sinterizzazione, il tutto in un flusso di lavoro semplice, sicuro, affidabile, rapido, ottimizzato ed efficiente. Grazie alla soluzione Raise3D MetalFuse per i filamenti metallici Ultrafuse di BASF, si riduce significativamente la manipolazione dei pezzi grezzi, si riduce drasticamente il tempo di attesa dall'idea al pezzo finito, si riduce a zero la necessità di interagire con terzi per il debinding e la sinterizzazione e si garantisce la completa riservatezza avendo tutto il processo all'interno dell'azienda stessa.