Filamet™ cobre
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Filamet ottone

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Consegna approssimativa: martedì 5 novembre

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.

Navi realizzate in ottone FilametImmagine 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.

Modello realizzato con Filamet™ de cobre y sinterizado

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".

Cono realizzato con Filamet™ di ottone senza sinterizzazioneCono realizzato con Filamet™ di ottone sinterizzato

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.

Informazioni generali

Produttore The Virtual Foundry
Materiale Metallo + legante
Formato 500 g
Densità 4.5 g/cm³
Diametro del filamento 1.75 / 2.85 mm
Lunghezza filamento (Ø 1.75 mm - 0.5 kg) ± 47 m / (Ø 2.85 mm - 0.5 kg) ± 17 m
Quantità di carico (volume) 66 %
Quantità di carico (massa) 89 %

Proprietà di stampa

Temperatura di stampa 205 - 215 ºC
Temperatura della base/letto 50 ºC
Velocità di stampa consigliata 30 mm/s
Ugello consigliato Acciaio inox
Diametro ugello consigliato Min. 0.6 mm

Proprietà meccaniche

Allungamento a rottura - %
Resistenza alla trazione - MPa
Modulo di trazione - MPa
Resistenza alla flessione - MPa
Modulo di flessione - MPa
Durezza superficiale -

Proprietà termiche

Temperatura di fusione 1083 ºC
Temperatura di ammorbidimento 55 ºC
Temperatura di FilaWarmer 45 ºC

Proprietà di sinterizzazione

Contenitore Crogiolo refrattario
Polvere refrattaria Allumina
Temperatura massima 1074 ºC

Proprietà specifiche

Protezione dalle radiazioni (senza sinterizzazione)

Altre

HS Code 7406.1
Diametro bobina (esterno) 300 mm
Diametro bobina (interno) 65 mm
Larghezza bobina 55 mm

CONSIGLI DI STAMPA

A causa dell'alto contenuto di metallo, il filamento può rompersi più facilmente rispetto a un filamento PLA convenzionale. Per evitare rotture durante la stampa, è consigliabile utilizzare Filawarmer, un accessorio che preriscalda il filamento prima della stampa per ridurne la fragilità e aumentarne la malleabilità.

È necessario utilizzare un ugello temprato di almeno 0,6 mm di diametro per evitare intasamenti.

Per quanto riguarda il riempimento, la quantità media consigliata è del 30-70%, ma dipende molto dal tipo di pezzo che l'utente desidera ottenere e dal fatto che il pezzo verrà sinterizzato o meno. Per maggiori informazioni, guarda questo video:

Video 1: Riempimento consigliato per i materiali TVF. Fonte: TVF.

È consigliabile stampare su una base di vetro e utilizzare un adesivo come Magigoo. Non si può stampare direttamente su basi di PEI, poiché il pezzo potrebbe rimanere saldato alla base e questa si rovinerebbe. In caso di avere una base in PEI, si consiglia di applicare uno strato di Blue Tape.

Si consiglia di stampare a basse velocità fino a 30 mm/s.

PROCESSO DI SINTERIZZAZIONE

Materiali necessari:

  • Forno metallurgico.
  • Crocifisso refrattario.
  • Polvere refrattaria.
  • Carbone di sinterizzazione.

PASSO 1: Posizionamento del pezzo

  1. Riempire il crogiolo con polvere refrattaria lasciando 25 mm liberi sulla superficie del crogiolo.
  2. Immergere il pezzo nella polvere refrattaria assicurandosi di lasciare una distanza di almeno 15 mm tra la superficie del pezzo e le pareti, e tra la parte superiore e inferiore del crogiolo. Non comprimere la polvere refrattaria.
  3. Posizionare il crogiolo nel forno.

PASSO 2: Debind termico

  1. Riscaldare a una velocità di 55,6 ºC/h fino a raggiungere i 482 ºC.
  2. Mantenere a 482 ºC per 4 ore.
  3. Lasciare raffreddare fino alla temperatura ambiente.
  4. Spegni il forno e scollegalo per interrompere l'alimentazione.
  5. Rimuovere il pezzo e la polvere refrattaria dal crogiolo.

PASSO 3: Preparazione per la sinterizzazione

  1. Riempire il crogiolo con polvere refrattaria lasciando 25 mm liberi sulla superficie del crogiolo.
  2. Immergere il pezzo nella polvere refrattaria assicurandosi di lasciare una distanza di almeno 15 mm tra la superficie del pezzo e le pareti, e tra la parte superiore e inferiore del crogiolo. Non comprimere la polvere refrattaria.
  3. Copri la superficie con 25 mm di carbone di sinterizzazione. Se possibile, posizionare un coperchio sul crogiolo (senza sigillarlo, viene utilizzato per conservare il carbone di sinterizzazione).
  4. Reinserire il crogiolo nel forno.

PASSO 4: Sinterizzazione

    1. Riscaldare a una velocità di 111,1 ºC/h fino a raggiungere i 1052 ºC.
    2. Mantenere a 1052 ºC per 5 ore*.

    PASSO 5: Raffreddamento

    1. Lascia raffreddare fino alla temperatura ambiente.
    * Tempo consigliato per un cubo fino a 50 mm. Per pezzi più grandi sarà necessario aumentare il tempo.

    Proprietà in primo piano

    Temperatura di stampa
    205 - 215 ºC
    Diametro del filamento
    1.75 / 2.85 mm
    Densità
    4,5 g/cm³

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