Filamet ottone

Filamet™ di ottone di The Virtual Foundry (TVF) è un filamento innovativo composto da 90 % 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: Navi realizzate in ottone non sinterizzati, dopo il debinding e la sinterizzazione finale. Fonte: The Virtual Foundry

L’ottone è stato uno dei primi metalli utilizzati nella preistoria in quanto facilmente reperibile in natura e facile da lavorare. Si caratterizza per il suo colore rossastro, per la sua luminosità, ma soprattutto per essere uno dei migliori conduttori di elettricità, avendo un valore così alto da essere stato assegnato come valore massimo della conducibilità elettrica di riferimento (IACS). L’ottone presenta grande duttilità e malleabilità, facilità di laminazione e forgiatura, e anche facilità di saldatura. Questo metallo è utilizzato in applicazioni di conducibilità elettrica (cablaggi, apparecchiature elettriche o circuiti integrati), elementi dissipativi e resistenti alla corrosione (freni, cuscinetti o catenarie), prodotti per il trasporto dell'acqua (tubi) e, in passato, per la fabbricazione di elementi decorativi e monete. Data la miriade di applicazioni in cui il rame viene utilizzato, non sorprende che sia il terzo metallo più consumato al mondo.

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 ottone 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: Modello realizzato con Filamet™ di ottone e sinterizzato. Fonte: The Virtual Foundry

A causa dell'elevato contenuto di metallo (oltre 90 %), 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".

Immagine 3: Coni in bronzo realizzati con Filamet™ non sinterizzato e sinterizzato. Fonte: The Virtual Foundry

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.