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Nanoe, um famoso fabricante de materiais de impressão 3D industrial, famoso pela linha de filamentos cerâmicos e metálicos Zetamix, da qual o filamento de carboneto de silício Zetamix faz parte. É um filamento cerâmico duro (Shore 56 D) e denso feito de carboneto de silício em pó e aglutinantes à base de poliolefinas.
O carboneto de silício, também conhecido como carborundum ou SiC, é um composto químico contendo areia de sílica e carbono, produzido por uma redução carbotérmica da sílica a um material de ligação covalente ultra-duro. É um material extremamente raro na natureza (mas muito comum no espaço), apenas encontrado sob a forma da moissanita mineral.
Desde 1893 que o carboneto de silício é produzido em pó para ser utilizado como abrasivo em mós e ferramentas de corte. Desde então, tem encontrado muitas aplicações, por exemplo, em travões de carros, embraiagens de carros, coletes à prova de bala, LEDs, semicondutores, espelhos em telescópios astronómicos, termistores, varistores, elementos de aquecimento em fornos eléctricos, bem como a produção de grafeno ou simuladores de diamante.
O Carborundum é um material extremamente duro devido à sua estrutura única composta por tetraedros (pirâmides triangulares) de átomos de carbono e silício com ligações muito fortes na malha de cristal. A dureza é aliada a um elevado módulo elástico e a uma relativa leveza. O carboneto de silício é também muito resistente ao desgaste, à corrosão e à oxidação. O carboneto de silício também tem boa condutividade eléctrica (daí a sua utilização como semicondutor), um baixo coeficiente de expansão térmica, e mantém a estabilidade mecânica a altas temperaturas, o que o torna um material resistente ao choque térmico.
A alta rigidez do filamento de carboneto de silício torna difícil a sua maquinagem à medida que o material se torna frágil e requer técnicas de moagem com diamante. Nanoe recomenda a moldagem da peça em 3D com o filamento de carboneto de silício antes da sinterização, obtendo desta forma formas inovadoras e evitando dificuldades de maquinação.
O filamento de carboneto de silício Zetamix pode ser utilizado para imprimir peças em 3D com excelente resistência química, mecânica e térmica para várias indústrias na maioria das impressoras clássicas 3D FFF a 120 ºC. Uma vez a peça impressa em 3D, deverá passar pelo processo de desbobinagem e sinterização, e o resultado será uma peça de carboneto de silício a 100 % com propriedades avançadas e muitas aplicações potenciais.
Para garantir o sucesso das impressões 3D com o filamento de carboneto de silício Zetamix, recomenda-se vivamente a leitura da Guia de Desenho (Downloads). Contém dicas sobre quais os parâmetros a utilizar para conseguir as peças desejadas.
Para a impressão de geometrias complexas em 3D com materiais de suporte, o filamento de carboneto de silício pode ser utilizado como o seu próprio suporte. Também pode ser utilizado um material de suporte solúvel. Para conseguir uma grande qualidade de superfície, devem ser impressas pelo menos 3 camadas superiores densas entre a estrutura de suporte e a peça.
Para obter a melhor qualidade de superfície, o fabricante recomenda a utilização de uma superfície de impressão em vidro. Um bico com um diâmetro entre 0,4 mm a 1,0 mm (0,6 mm recomendado). Um banho ultra-sónico pode ser utilizado para destacar a peça da placa de construção.
O processo de debinding consiste em duas etapas: rebobinagem com solvente e rebobinagem térmica:
Debinding com solvente - esta etapa deve remover cerca de 12 % do peso da peça.
Banho de solvente: a peça deve ser submersa num banho de acetona a 40 ºC. Esta etapa demorará um mínimo de 2 horas ou mais, dependendo da espessura da parede e da geometria da peça.
Secagem: Uma vez retiradas do banho de acetona, as partes devem ser secas em ar ambiente sobre um tecido. Tal como no passo anterior, isto pode demorar 2 ou mais horas, dependendo da geometria da peça e da espessura da parede.
Debinding térmica - as peças devem ser colocadas num cadinho sobre um leito de pó refractário. Isto irá acomodar o encolhimento e apoiar a peça durante a debinding. O processo testado e recomendado leva 3,5 dias e consiste em elevar gradualmente a temperatura de 20 ºC para 700 ºC a uma taxa de 10 ºC por hora.
O processo de sinterização requer temperaturas superiores a 2000 ºC, o que significa que tem de ser contratado com o fabricante com a ajuda do cupão de sinterização Nanoe. Isto deve-se ao facto de o forno de sinterização tubular Zetamix só poder atingir temperaturas até 1550 ºC.
Deve-se ter em mente que uma mudança de volume ocorrerá devido à retracção (16-22 %) e a escala nas fatias deve ser modificada antes da impressão 3D (ver Guia de Desenho em Downloads). O processo de sinterização tem três passos resumidos abaixo:
RT > 150°C a um ritmo de 100°C/h, sob vácuo secundário, em 1 hora e 30 minutos.
Mais informações sobre o processo de debinding e sinterização com o filamento de carboneto de silício Zetamix, bem como sobre os parâmetros de impressão, podem ser encontradas no documento de guidelines na secção de Downloads.
Informação geral | |
---|---|
Fabricante | Nanoe (Zetamix) |
Material | Pó de carboneto de silício e aglutinantes à base de poliolefinas |
Formato | Bobina de 500 g |
Densidade | - |
Quantidade de metal (volume) | 52 % |
Quantidade de metal (massa) | 78 % |
Diâmetro de filamento | 1.75 mm |
Tolerância de diâmetro | - |
Longitude filamento | - |
Cor | Cinzento |
RAL/Pantone | - |
Propriedades de impressão | |
Temperatura de impressão | 120 ºC |
Temperatura cama de impressão | 50 ºC |
Temperatura de FilaWarmer (1) | - |
Temperatura de câmara | - |
Ventilador de capa | 100% |
Velocidade de impressão recomendada | 15-30 mm/s |
Diâmetro do nozzle | ≥0.4 mm resistente à abrasão |
Infill recomendado | 5% - 100 % |
Propriedades de sinterizado | |
Recipiente | Cadinho refractário |
Pó refratário | - |
Temperatura máxima | 2000 ºC |
Propriedades mecânicas | |
Resistência ao impacto Izod | - |
Resistência ao impacto Charpy | - |
Alongamento ao rompimento | - |
Resistência à tração | - |
Módulo de tração | - |
Resistência à flexão | - |
Módulo de flexão | - |
Dureza superficial | 56 Shore D |
Propriedades térmicas | |
Temperatura de amolecimento | - |
Temperatura de fusão | - |
Propiedades específicas | |
Transparência | Opaco |
Proteção contra a radiação (sem sinterizar) | - |
Informação adicional | |
HS Code | 8008.9060 |
Diâmetro exterior carretel | - |
Diâmetro buraco interior carretel | - |
Largo carretel | - |
* Os valores típicos detalhados nesta tabela devem considerar-se a modo de referência. Os valores reais podem variar segundo o modelo de impressora 3D utilizado, desenho da peça e condições de impressão. Aconselhamos confirmar os resultados e propriedades finais com teste próprios. Para mais informação deve-se consultar a ficha técnica do produto.
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