Filamet aço alto carbono

Filamet™ de aço alto carbono de The Virtual Foundry (TVF) é um filamento inovador composto por mais de 75 % de metal e o resto por PLA que pode ser sinterizado. The Virtual Foundry é uma empresa americana formada por grandes experientes no setor do metal fundido, que trabalham constantemente desde 2014 para melhorar e fazer crescer a sua gama de filamentos e acessórios para a impressão 3D FDM de metal. Os seus produtos estão orientados a resolver e simplificar problemas através de inovadores materiais metálicos para impressoras 3D FDM de qualquer tipo.

Imagem 1: Engrenagem de aço alto carbono sem sinterização. Fonte: The Virtual Foundry

O aço com alto conteúdo em carbono é uma liga formada por ferro e uma percentagem de carbono, até o 2 %, que lhe contribui dureza e alta resistência, sacrificando vantagens típicas do aço, como facilidade à união por soldadura. Os aços ao carbono designam-se desse modo para diferenciar dos aços inoxidáveis e os aços aleados. O aço é um metal empregado em uma infinidade de aplicações graças à sua facilidade de obtenção da matéria prima, fácil elaboração e grande conhecimento de liga e conformado. Isto se reflete, em que qualquer tipo de indústria aposta em fabricar os seus produtos com aço, sobretudo esses componentes expostos a um grande stress mecânico. Para obteraços com alto conteúdo em carbono é necessário submeter ao aço a um tratamento térmico para conseguir de 0.3 % a 1.7 % em peso de carbono. Este processo é delicado devido ao aparecimento de impurezas que reduzem a qualidade do aço, sendo necessário alear o metal com outros elementos. Embora pareça um processo complexo e pouco produtivo, o aço alto carbono é indispensável para a fabricação de produtos necessários a nível industrial e doméstico: núcleos de electroíman, ferramentas, objetos de corte, resortes, arames de alta resistência, etc.

Filamet™ aço alto carbono é um filamento altamente ferromagnético, em igual medida antes como após ser sinterizado. Esta qualidade pode ser empregada para fabricar peçasàs que se devam aderir ímanes ou como núcleo de electroíman.

The Virtual Foundry foi a empresa pioneira em desenvolver os filamentos metálicos para impressão 3D após muitos anos de investigação e desenvolvimento. A grande vantagem competitiva desarrolhado é que para obter as peças metálicas puras só é necessário imprimir a peça e sinterizarla em um forno. Outros fabricantes que trataram de desenvolver filamentos metálicos precisam fazer um processo mais (prévio ao sinterizado no forno) que é o debinding que consiste em um processo químico para separar os polímeros aglutinantes do metal.  Por tanto, pode-se concluir que The Virtual Foundry é o pioneiro e o referente na impressão 3D FDM metálica, ao obter um processo mediamente singelo com uns resultados nunca vistos até o momento no mundo da fabricação metálica.

Atualmente, uma grande lista de setores da indústria estão a empregar os filamentos de The Virtual Foundry: fabricantes de impressoras 3D, inovação biomédica, desenvolvimento de motores a reação, blindagem de radiação, exploração espacial, energia nuclear, dental, artistas ou desenho de moda. Uma aplicação destacável é a fabricação de uma broca com aquecimento interno por água quente, para perfuração na antártica. Com o Filamet™ de cobre fabricou-se com soma facilidade e a um baixo custo, uma broca com estrutura interna extremamente difícil de mecanizar ou moldar. Outra aplicação destacável é a impressão de recipientes para o blindagem de radiação com o Filamet™ de tungsténio. Este tipo de recipientes são empregues para transportar medicamentos reativos sem ter que recorrer a recipientes de chumbo (tóxicos). Graças à densidade do tungsténio, 1.6 superior ao chumbo, este filamento é ideal para criar qualquer tipo de peça substitutiva às fabricadas com chumbo.

Filamet™ de aço alto carbono é um filamento, que pode ser sinterizado, formado por metal baseie e um polímero biodegradável e ecológico (PLA). Este material está isento de partículas metálicas expostas e de dissolventes voláteis que podem libertar durante a impressão. Formado por mais de 75 % de aço alto carbono e o resto por PLA, este material é sumamente singelo de imprimir, já que as suas propriedades de impressão são similares às do PLA, o que permite a qualquer utente de uma impressora 3D FDM criar peças com este filamento, sem a necessidade de adquirir caríssimas impressoras 3D FDM industriais de metal. Com Filamet™ 316L conseguem-se propriedades similares às possíveis com a tecnologia DMLS mas com certas limitações. Devido à necessidade de sinterizar as peças impressas com este filamento, onde se elimina o PLA, as peças apresentam porosidade, perda de volume e não isotropia. As impressoras 3D DMLS conseguem imprimir peças totalmente maciças (similar à fundição), com grande detalhe, alturas de capa de 0.02 mm e sem a necessidade de pós-processado, sendo a única desvantagem em frente à impressão 3D FDM de Filamet™ o custo de: material, fabricação e as próprias impressoras.

Imagem 2: Modelo fabricado com Filamet™ de aço alto carbono e sinterizado. Fonte: The Virtual Foundry

Devido ao seu grande conteúdo de metal (78 %), é necessário colocar a entrada do filamento o mais alinhado possível com o extrusor. Uma vez impressa uma peça é necessário realizar o processo de sinterizado, em meio aberto ou em meio ao vazio ou inerte, para eliminar o polímero (PLA), tendo em conta que os valores de sinterizado se devem ajustar em função da geometria e modelo de forno. O produto que se obtém é totalmente metálico, com as propriedades reais do metal como condutividade elétrica, pós-processado por lixado e polido ou inclusive união por soldadura; mas com certa porosidade e com uma redução do volume devido à perda do PLA. Para saber mais sobretudo o processo de impressão, sinterizado e pós-processado deve visitar o apartado de "Conselhos de Uso".

Imagem 3: Cones fabricados com Filamet™ de aço alto carbono sem sinterizar e sinterizado. Fonte: The Virtual Foundry

Os utentes que não dispõem de um forno com as propriedades necessárias para realizar o sinterizado das peças impressas com o Filamet™ de aço alto carbono e conseguir as propriedades finais deste metal, podem pôr-se em contacto connosco e valorizaremos a sua viabilidade mediante os nossos colaboradores com capacidade de realizar o pós-processado necessário para obter o resultado final desejado.