Filamet cobre

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.

Imagem 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.

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".

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.