BASF Ultrafuse 316L
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BASF Ultrafuse 316L

BASF-UF-316L-175-3000
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A 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 316L é um filamento composto de 90% em peso de pó de aço 316L sinterizável e 10% de polímeros aglutinantes especificamente desenvolvidos para facilitar a extrusão deste material.

Coletor feito de Ultrafuse 316L.

Imagem 1: Coletor feito de Ultrafuse 316L. Fonte: BASF.

O aço de grau 316 ou de grau marítimo é um dos aços inoxidáveis mais frequentemente utilizados devido à sua excelente resistência à oxidação e à corrosão a altas temperaturas. É precisamente esta última propriedade que a torna um óptimo candidato à sinterização. É um aço austenítico ligado com crómio, níquel e molibdénio e tem várias variantes. A variante 316L (Baixa) tem uma baixa percentagem de carbono, o que a torna mais tolerante à soldadura e, portanto, também aos processos de sinterização.

Ao contrário de outros filamentos metálicos baseados em PLA onde o processo de debinding é realizado termicamente em conjunto com a sinterização, o Ultrafuse 316L 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 os resíduos presentes durante a sinterização e resultando numa parte final livre de impurezas e com propriedades mais próximas das do aço maquinado.

Vídeo 1: Apresentação do metal Ultrafuse. Fonte: BASF.

Este filamento tem condições de impressão semelhantes às do ABS, pelo que pode ser utilizado na maioria das impressoras FFF 3D. 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 3 kg e em diâmetros de 1,75 mm e 2,85 mm.

O Ultrafuse 316L foi desenvolvido com o objectivo de simplificar e reduzir os custos na impressão 3D de peças metálicas. É por isso que os filamentos de metal da BASF Ultrafuse são complementados por um serviço económico de debinding e sinterização prestado pela ELNIK. Este serviço baseia-se na compra de cupões, onde cada cupão dá ao cliente o direito de pós-processar 1 kg de peças. Cada vale 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.

Processo completo.

Imagem 2: 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 316L e três cupões são suficientes para obter até 3 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.

Informação geral

Fabricante BASF
Material Metal + aglutinante
Formato 3 kg
Densidade - g/cm³
Diâmetro filamento 1.75 / 2.85 mm
Quantidade de enchimento (volume) - %
Quantidade de enchimento (massa) 90 %

Propriedades de impressão

Temperatura de impressão 230 - 250 ºC
Temperatura cama de impressão 100 - 120 ºC
Velocidade de impressão recomendada 30 mm/s
Bocal recomendado Aço Temperado
Diâmetro recomendado do nozzle 0.4 mm

Propriedades mecânicas

Alongamento ao rompimento - %
Resistência à tração - MPa
Módulo de tração - MPa
Resistência à flexão - MPa
Módulo de flexão - MPa
Dureza da superfície -

Propriedades térmicas

Temperatura de amolecimento - ºC

Propriedades específicas

Proteção contra a radiação (sem sinterizar) -

Propriedades de sinterização

Recipiente Cadinho refractário
Pó refractário Al2O3 99.6 %
Temperatura máxima 1380 ºC

Outras

HS Code 7406.1

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 bico0.4 mm
Factor de extrusão1.0 - 1.1
Largura de extrusão0.35 mm
Distância de retratação1.5 mm (direto) / 5 mm (bowden)
Velocidade de retratação45 mm/s
Altura da camada0.1 - 0.15 mm
Perímetros1 - 2
Preenchimento100 %
Sobreposição de enchimento sobre os perímetros20 - 35 %
Largura de extrusão de enchimento100 %
Temperatura de impressão230 - 250 ºC
Temperatura de base90 - 120 ºC
Ventilador de camadasDesligado
Velocidade de impressão35 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 1380 ºC durante 3h
  5. Deixar arrefecer
*No forno Nabertherm NRA 40/02-CDB. Outros equipamentos podem exigir a variação destes parâmetros.

Propriedades destacadas

Temperatura de impressão
230 - 250 ºC
Diâmetro filamento
1.75 / 2.85 mm

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