BASF Ultrafuse 17-4 PH View larger

BASF Ultrafuse 17-4 PH

BASF

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Filamento com elevada carga de aço inoxidável 17-4PH que permite a obtenção de peças totalmente metálicas.

BASF, uma das maiores e mais prestigiadas multinacionais do sector químico, empenhou-se na fabricação aditiva através da marca Forward-AM e das suas linhas Ultrasint, Ultrafuse e Ultracure. Possui actualmente uma vasta gama de materiais para as principais tecnologias de impressão 3D, incluindo as suas excelentes resinas de engenharia baseadas em uretano, ou os seus filamentos metálicos.

Ultrafuse 17-4PH é um filamento de impressão 3D FFF composto de 90% em peso de pó sinterizável de aço 17-4PH e 10% de polímeros aglutinantes especificamente desenvolvidos para facilitar a extrusão deste material.

Grapa para panel solar fabricada con Ultrafuse 17-4.

Imagem 1: Pinça de painel solar feita com Ultrafuse 17-4. Fonte: BASF.

O aço 17-4PH ou tipo 630 é um aço inoxidável martensítico ligado com crómio e cobre, que se distingue pela sua elevada resistência mecânica. Este aço pode ser endurecido por precipitação para atingir uma força e dureza superiores. Em comparação com o aço 316L, tem propriedades mecânicas mais elevadas ao custo de uma menor resistência à corrosão.

Ao contrário de outros filamentos metálicos baseados em PLA onde o processo de debinding é realizado termicamente em conjunto com a sinterização, Ultrafuse 17-4PH utiliza um polímero aglutinante específico que requer um processo de debinding catalítico desenvolvido pela BASF. Este processo catalítico tem a vantagem de ser muito mais limpo do que a calcinação do PLA, reduzindo assim os resíduos presentes durante a sinterização e obtendo uma parte final livre de impurezas e com propriedades mais próximas das do aço maquinado ou injectado.


Vídeo 1: Caso de aplicação real Ultrafuse 17-4PH. Fonte: BASF.

Este filamento tem condições de impressão semelhantes às do ABS, pelo que pode ser utilizado na maioria das impressoras 3D FFF. Além disso, os aglutinantes utilizados foram desenvolvidos para minimizar a fragilidade característica dos filamentos metálicos, o que facilita a sua utilização tanto em extrusoras directas como em impressoras bowden e não requer aquecimento antes da impressão. Está disponível em bobinas de 1 kg e 3 kg e em diâmetros de 1,75 mm e 2,85 mm.

Inserto impreso en 3D con Ultrafuse 17-4PH

Imagem 2: Inserção impressa em 3D com Ultrafuse 17-4PH. Fonte: BASF.

Ultrafuse 17-4PH foi desenvolvido com o objectivo de simplificar e reduzir os custos na impressão 3D de peças metálicas. É por isso que, como no caso do Ultrafuse 316L, este filamento pode beneficiar do serviço de debinding e sinterização prestado pelo ELNIK. Este serviço baseia-se na compra de cupões, em que cada cupão dá ao utilizador o direito de pós-processar 1 kg de peças. Cada cupão cobre o processo de debinding e sinterização, assim como o envio e devolução das peças. O único factor a ter em conta é que as peças devem ter dimensões iguais ou inferiores a 100 x 100 x 100 mm.

Proceso completo

Imagem 3: Processo completo. Fonte: BASF.

Para os utilizadores que possuem os meios e desejam realizar o processo de debinding e sinterização, a BASF fornece os parâmetros e condições de ambos os processos que podem ser consultados no separador de dicas de utilização ou no guia de utilização disponível no separador de descarregamento.

Os filamentos de metal da BASF Ultrafuse tornam possível a qualquer pessoa imprimir em 3D peças de aço de alta qualidade. Só é necessária uma impressora FFF 3D capaz de imprimir ABS e a compra da bobina de filamento e dos cupões. Uma bobina de Ultrafuse 17-4PH e um cupão é suficiente para obter até 1 kg de peças.

Serviço de debinding e sinterização

Ultrafuse Support Layer, Ultrafuse 17-4 PH e Ultrafuse 316L podem ser impressos em 3D com excelentes resultados na impressora metálica Forge 1 3D desenvolvida pela Raise3D como parte da solução MetalFuse. MetalFuse consiste na impressora 3D Forge 1, no forno de debinding D200-E e no forno de sinterização S200-C, e permite o fabrico interno de peças metálicas com filamentos de metal Ultrafuse, resultando numa peça totalmente metálica.

Conteúdo metálico Conteúdo metálico

Desenho e Laminado

A utilização de suportes deve ser evitada sempre que possível. Se for necessário utilizá-los, devem ser feitos do mesmo material e com uma densidade igual ou superior a 70%.

Vídeo 1: Dicas de design. Fonte: BASF.

Durante o debinding e sinterização, a peça sofre um encolhimento de 16% em XY e 20% em Z, pelo que as peças devem ser redimensionadas para compensar este encolhimento.

Recomenda-se a utilização dos seguintes parâmetros de impressão:

Tamanho do bico 0.4 mm
Factor de extrusão 1.0 - 1.1
Largura de extrusão 0.35 mm
Distância de retratação 1.5 mm (direto) / 5 mm (bowden)
Velocidade de retratação 45 mm/s
Altura da camada 0.1 - 0.15 mm
Perímetros 1 - 2
Preenchimento 100 %
Sobreposição de enchimento sobre os perímetros 20 - 35 %
Largura de extrusão de enchimento 100 %
Temperatura de impressão 230 - 250 ºC
Temperatura de base 90 - 120 ºC
Ventilador de camadas Desligado
Velocidade de impressão 35 mm/s

Vídeo 2: Explicação do processo. Fonte: BASF.

Impressão

Os filamentos metálicos Ultrafuse são susceptíveis à warping, pelo que se recomenda aplicar Magigoo Pro Metal na base e evitar correntes de ar à volta da peça.


Estes filamentos tendem a aderir ao bocal e ao bloco aquecedor, pelo que é necessário limpá-los após cada impressão.

Debinding

Antes da sinterização, as peças devem ser submetidas a um debinding  catalítico para remover os aglutinantes. Este consiste num processo termoquímico em que as peças são submetidas a um fluxo de ácido nítrico gasoso num forno com uma atmosfera de azoto inerte. O processo deve ser realizado a 120 ºC com um fluxo de ácido nítrico de 30 mL/h*.

Sinterização

Após o debinding, é necessário aplicar um processo de sinterização para obter as propriedades finais e eliminar a porosidade da peça.

O processo de sinterização deve ser realizado numa atmosfera de nitrogénio seco ou árgon de alta pureza. O suporte refractário deve ser pó de alumina com uma pureza superior a 99,6%.

Um exemplo de um ciclo de sinterização é o seguinte:

  1. Calor da temperatura ambiente até 600 ºC a uma taxa de 5 ºC / min.
  2. Manter a 600 ºC durante 1h
  3. Aquecimento de 600 ºC a 1380 ºC a uma taxa de 5 ºC / min.
  4. Manter a 1300 ºC durante 3h
  5. Deixar arrefecer
*No forno Nabertherm NRA 40/02-CDB. Outros equipamentos podem exigir a variação destes parâmetros.
Informação geral
Fabricante BASF
Material Aço 17-4 PH + Aglutinantes 
Formato

Bobina de 3 Kg

Bobina de 1 Kg

Densidade -
Quantidade de metal (massa) 90 %
Diâmetro do filamento 1.75 ou 2.85 mm
Tolerância de diâmetro -
Comprimento do filamento -
Cor  Cinza
RAL/Pantone  -
Propriedades de impressão
Temperatura de impressão 230 - 250 ºC
Temperatura base/ cama 100 120 ºC
Temperatura da câmara -
Ventilador de camadas -
Velocidade de impressão 30 mm/s
Diâmetro do bocal 0.4 mm de aço endurecido
Infill recomendado 100 %
Propriedades de sinterização
Recipiente Cadinho refractário
Pó refractário Al203 99.6%
Temperatura máxima 1300 ºC
Propriedades mecânicas
Resistência ao impacto Izod -
Resistência ao impacto Charpy -
Elongação na pausa -
Resistência à tracção -
Módulo de tracção -
Resistência à flexão -
Módulo de flexão -
Dureza da superfície -
Propriedades térmicas
Temperatura de amolecimento -
Temperatura de fusão -
Propriedades específicas
Transparência Opaca
Informação adicional
HS Code 7406.1
Diâmetro da bobina (exterior)  -
Diâmetro da bobina (furo interior) -
Largura da bobina -

* Os valores típicos detalhados nesta tabela devem ser considerados como uma referência. Os valores reais podem variar em função do modelo de impressora 3D utilizado, do desenho da peça e das condições de impressão. Recomendamos-lhe que confirme os resultados e as propriedades finais com o seu próprio teste. Para mais informações, consultar a ficha do produto.

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