Polvere refrattaria- Al2O3

Post-processo: Sinterizzazione

Sinterizzazione in ambiente aperto

Sinterizzazione in ambiente sotto vuoto o inerte

Dopo una stampa, è necessario sinterizzare i pezzi per eliminare il PLA che fa parte di Filamet™. La sinterizzazione può avvenire in un ambiente aperto (solo per Filamet™ di rame e bronzo) o in un ambiente sotto vuoto o inerte (Filamet™ di rame, bronzo, acciaio inox 316L e altri).

Sinterizzazione in ambiente aperto

Per la sinterizzazione in un ambiente aperto è necessario un recipiente refrattario (crogiolo) e polvere refrattaria di Al₂O₃. Il processo inizia levigando i bordi ruvidi del pezzo per ottenere risultati migliori. Prima di inserire il pezzo nel crogiolo, si deve posizionare uno strato di 1,25 cm di Al₂O₃ sul fondo del crogiolo, successivamente posizionare il pezzo sopra l'Al₂O₃ al centro, senza toccare le pareti. Nel caso di sinterizzazione di più pezzi contemporaneamente, deve esserci uno spazio di 1,25 cm tra di loro. Successivamente, coprire il pezzo con Al₂O₃, lasciando uno strato di 1,25 cm sopra, battere il crogiolo affinché la polvere si distribuisca uniformemente intorno al pezzo e compattare il tutto. Coprire la polvere refrattaria con carbone di guscio di cocco e compattare di nuovo. Infine, coprire il crogiolo con un coperchio in acciaio inox che copra almeno l'80% dello strato superiore di carbone di guscio di cocco. Una volta completato il processo, inserire il crogiolo nel forno e programmare il forno per la sinterizzazione. Da temperatura ambiente, aumentare a 205ºC, poi fino a 815ºC per bronzo o 1010ºC per rame, aumentando la temperatura di 100ºC/h. Da queste temperature fino a 870ºC per bronzo o 1060ºC per rame, aumentare la temperatura di 25ºC/h. Una volta raggiunte queste temperature, mantenere tra 1,5 e 4 ore a seconda delle dimensioni del pezzo (pezzi da 5g a 10g - 1,5 a 2,0 ore; pezzi da 10g a 25g - 2,0 a 3,0 ore; pezzi da 25g a 40g - 3,0 a 4,0 ore).

Tabella 1: Tempo dell'ultimo passaggio della sinterizzazione in base alla dimensione del pezzo

Si deve considerare che questi tempi e temperature sono orientativi e possono variare a seconda di molti aspetti, come il modello di forno utilizzato. Alla fine del ciclo di sinterizzazione, aprire leggermente la porta del forno (circa 3 cm) fino a quando la temperatura del forno scende sotto i 535ºC, poi aprirla completamente e lasciare raffreddare fino a quando il crogiolo può essere maneggiato in sicurezza.

Sinterizzazione in ambiente sotto vuoto o inerte

Per la sinterizzazione in un ambiente sotto vuoto o inerte è necessario un crogiolo (recipiente di cottura) e polvere refrattaria: Al₂O₃ per rame, bronzo e acciaio inox. Preparare il pezzo per la sinterizzazione posizionandolo all'interno del crogiolo e coprendolo di polvere refrattaria, assicurandosi che tra le superfici del pezzo e del crogiolo ci sia almeno 10 mm di polvere. Successivamente, posizionare il crogiolo nel forno a temperatura ambiente. Aumentare la temperatura a 205ºC in un tempo di 200 minuti. Poi, in un intervallo di 180 minuti, aumentare la temperatura fino a 400ºC. In un ulteriore intervallo di 180 minuti e a seconda del materiale, la configurazione del passaggio successivo sarà aumentare la temperatura e mantenerla per un tempo determinato (vedere valori per ogni materiale nella tabella). Infine, lasciare raffreddare il forno fino a temperatura ambiente.

Tabella 2: Temperatura e tempo dell'ultimo passaggio della sinterizzazione in base al tipo di materiale

Sia con la sinterizzazione in ambiente aperto che con quella in ambiente sotto vuoto o inerte, le proprietà meccaniche del prodotto finale sono direttamente legate al tempo in cui il pezzo stampato viene mantenuto alla temperatura di sinterizzazione. Se il prodotto finale è polverulento e fragile, il tempo di sinterizzazione non è stato sufficiente. Se la stampa mostra una superficie simile alla pelle rugosa, è stata sovra-sinterizzata. Infine, come norma generale, durante il processo di sinterizzazione il volume del pezzo si riduce del 7%.

Post-processo: Levigatura e lucidatura

Una volta sinterizzato, il pezzo può essere levigato e lucidato come un metallo, seguendo però alcune indicazioni. Con carta abrasiva si eliminano le linee di stampa e altre piccole deformazioni poiché le particelle libere durante la levigatura si adattano agli spazi grazie al calore da frizione. Se si utilizza carta abrasiva o disco radiale 3M, si consiglia di iniziare la levigatura con una grana di 120 (80 per disco radiale 3M), facendo attenzione a non deformare le zone più delicate, come gli angoli. Una volta levigata tutta la superficie, si deve utilizzare una carta abrasiva di grana successiva e così via fino a grana 6 o 7 (4 volte per il disco radiale 3M). Prima di passare alla lucidatura finale, si consiglia di utilizzare una carta abrasiva di grana 3000, che conferisce una certa lucentezza. Infine, una volta pulito il pezzo con un panno di flanella, si può procedere alla lucidatura. TVF consiglia di utilizzare uno strumento rotante con un disco di lucidatura e cera lucidante per rendere la lucidatura più rapida ed efficace. Applicare un po' di cera lucidante sul disco di lucidatura e lucidare con movimenti costanti su tutto il pezzo per evitare l'eccesso di calore, che potrebbe deformare il pezzo. Oltre a levigare e lucidare i pezzi realizzati con Filamet™, è possibile intagliare, rifondere, saldare e lisciare con applicazione di calore.