Filamet™ cobre View larger

Filamet cobre

The Virtual Foundry

Novo produto

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129,90 €
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Com 89 % de metal, são obtidas peças de metal com propriedades de cobre (proteção contra radiação).

Filamet™ de cobre de The Virtual Foundry (TVF) é um filamento inovador composto por 90% de metal e o resto por PLA. 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.

Navios impressos com cobre FilametImagem 1: Navios feitos de cobre não sinterizado, depois de debindings e finalmente sinterizados. Fonte: The Virtual Foundry

O cobre foi um dos primeiros metais utilizados na pré-história ao se encontrar com facilidade na natureza e ser fácil de trabalhar. Caracteriza-se pela sua cor avermelhada, a sua brilho, mas sobretudo, por ser um dos melhores condutores da eletricidade, sendo um valor tão alto que se atribuiu como valor máximo da referência da condutividade elétrica (IACS). O cobre mostra grande ductilidade e maleabilidade, facilidade para a laminação e forja-a, e inclusive facilidade para ser soldado. Este metal é empregado em aplicações de condutividade elétrica (cablado, equipas elétricas ou circuitos integrados), elementos dissipadores e resistentes à corrosão (travões, buchas ou catenárias), produtos para o transporte de água (encanamentos) e antigamente para a fabricação de elementos decorativos e moedas. Visto a infinidade de aplicações nas que está presente o cobre, não é estranho que seja o terceiro metal mais consumido a nível mundial.

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 cobre é um filamento 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 90% de cobre 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™ cobre 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.

Modelo fabricado com Filamet™ de cobre e sinterizado

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

Devido ao seu grande conteúdo de metal (90%), é necessário colocar a entrada do filamento o mais alinhado possível com o extrusor e empregar FilaWarmer, um aquecedor pelo qual se introduz o filamento para eliminar a sua curvatura e que dessa maneira se produza o menor rozamento possível no extrusor e HotEnd. 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".

Cone feito com Filamet™ cobre não sinterizadoCone feito com Filamet™ cobre sinterizado

Imagem 3: Cones fabricados com Filamet™ de cobre 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 cobre 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.

Usinável Usinável
Resistência à fadiga Resistência à fadiga
Condutividade elétrica Condutividade elétrica
Condutividade térmica Condutividade térmica
Conteúdo metálico Conteúdo metálico
Detectável Detectável
Ocultar variações de cores (Ocultar variações de cores)

DICAS DE IMPRESSÃO

Devido à elevada quantidade de metal, o filamento pode ser quebrado mais facilmente do que um filamento PLA convencional. Para evitar a quebra durante a impressão, recomenda-se a utilização do Filawarmer, um acessório que pré-aqueça o filamento antes da impressão para reduzir a sua fragilidade e aumentar a sua maleabilidade.

É necessário utilizar um bocal endurecido de pelo menos 0,6 mm de diâmetro para evitar o encravamento.

No que diz respeito ao enchimento, a quantidade média recomendada é de 30-70%, mas depende em grande medida do tipo de peça que o utilizador pretende obter e se a peça vai ser sinterizada ou não. Para obter informações mais pormenorizadas, veja este vídeo:

Vídeo 1: O enchimento recomendado para os materiais TVF. Fonte: TVF.

Recomenda-se imprimir sobre uma base de vidro e usar um adesivo como o Magigoo. Não é possível imprimir directamente sobre bases PEI, pois a peça poderia ser soldada à base e a base ficaria danificada. Se tiver uma base PEI, recomendamos a aplicação de uma camada de Blue Tape.

Recomenda-se a impressão a baixas velocidades até 30 mm/s.

PROCESSO DE SINTERIZAÇÃO

Materiais necessários:

  • Forno metalúrgico.
  • Cadinho refractário
  • Pó refractário
  • Carvão de Sinter

PASSO 1: Colocação da peça

  1. Encher o cadinho com pó refractário deixando 25 mm livres na superfície do cadinho.
  2. Mergulhar a peça de trabalho no pó refractário assegurando de deixar um espaço de pelo menos 15 mm entre a superfície da peça de trabalho e as paredes e partes superior e inferior do cadinho. O pó refractário não deve ser compactado.
  3. Colocar o cadinho no forno.

PASSO 2: Debind Térmico.

  1. Aqueça a uma taxa de 55,6 ºC/h até atingir 482 ºC.
  2. Manter a 482 °C durante 4 horas.
  3. Deixar arrefecer até à temperatura ambiente.
  4. Desligue o forno e desligue-o para desligar a corrente.
  5. Retirar a peça e o pó refractário do cadinho.

PASSO 3: Preparação para a sinterização

  1. Encher o cadinho com pó refractário deixando 25 mm livres na superfície do cadinho.
  2. Mergulhar a peça no pó refractário, certificando-se de deixar uma folga de pelo menos 15 mm entre a superfície da peça e as paredes e o topo e fundo do cadinho. Não compactar o pó refractário.
  3. Cobrir a superfície com 25 mm de carvão de sinterização. Se possível, colocar uma tampa no cadinho (sem o selar, é utilizado para preservar o carvão sinterizado).
  4. Devolver o cadinho à fornalha.

PASSO 4: Sinterização

    1. Aqueça a uma taxa de 111,1 ºC/h até atingir 1052 ºC.
    2. Manter a 1052 ºC durante 5 horas*.

    PASSO 5: Refrigeração

    1. 2. Deixar arrefecer até à temperatura ambiente.
    * Tempo recomendado para um cubo de até 50mm. Para peças maiores, será necessário aumentar o tempo.
    Informação geral
    Fabricante The Virtual Foundry (USA)
    Material Cobre (89 %) + PLA
    Formato Bobina de 500 g
    Densidade 4.5 g/cm3
    Diâmetro de filamento 1.75 ó 2.85 mm
    Tolerância de diâmetro -
    Longitude filamento ±47 m (Ø 1.75 mm - 0.5 kg)
    ±17 m (Ø 2.85 mm - 0.5 kg)
    Cor Avermelhado
    RAL/Pantone  -
    Propriedades de impressão
    Temperatura de impressão 205 - 215 ºC
    Temperatura cama de impressão 50 ºC (opcional)
    Temperatura de FilaWarmer (1) 45 ºC
    Temperatura de câmara -
    Ventilador de capa -
    Velocidade de impressão recomendada 30 mm/s
    Diâmetro do nozzle ≥0.6 mm de aço inoxidável
    Infill recomendado 100 %
    Propriedades de sinterizado
    Recipiente Cadinho refractário
    Pó refratário Al2O3
    Temperatura máxima 1074 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 -
    Propriedades térmicas
    Temperatura de amolecimento 55 ºC
    Temperatura de fusão 1083 ºC
    Propiedades específicas
    Transparência Opaco
    Proteção contra a radiação (sem sinterizar) Si
    Informação adicional
    HS Code 7406.1
    Diâmetro exterior carretel 300 mm
    Diâmetro buraco interior carretel 65 mm
    Largo carretel 55 mm


    * 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.

    (1) Imprescindível o uso do FilaWarmer para aquecer o filamento e eliminar a sua curvatura, dessa maneira produz-se um menor fricção no extrusor e o HotEnd.

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