Discover essas etapas críticas necessárias para obter as melhores peças de metallic impressas em 3D possíveis.
Atualizado em 22 de agosto de 2023
por
Colaborador convidado Ahead AM
Ao iniciar um processo de impressão, o objetivo é obter a melhor peça ultimate possível. No entanto, para atingir isso, é essencial que certas diretrizes sejam respeitadas. Neste artigo, abordaremos as etapas importantes necessárias para produzir a melhor peça metálica impressa possível com Materials metálico Ultrafuse® da BASF Ahead AM. Vamos começar com dicas e truques para imprimir com sucesso usando o BASF Ahead AM Ultrafuse® Metallic.
Você pode aprender como imprimir com sucesso com metallic actual na sua impressora 3D de mesa!
O que são filamentos metálicos Ultrafuse®?
Os filamentos metálicos Ultrafuse® são filamentos compostos de metal-polímero projetados especificamente para impressão Fused Filament Fabrication (FFF). A superfície externa antiderrapante dos filamentos Ultrafuse® foi otimizada para impressão em extrusoras Bowden e FFF de acionamento direto. Com altos teores de metallic de cerca de 90% em massa, combinados com distribuição uniforme de pós metálicos personalizados dentro da matriz do ligante, os filamentos metálicos Ultrafuse® fornecem desempenho confiável e ajudam a reduzir o risco de defeitos de impressão, aumentando, portanto, as taxas de sucesso da peça ultimate.
Quando comparados a outros métodos de pó metálico fino, como Selective Laser Melting (SLM), Direct Metallic Laser Sintering (DMLS), Direct Metallic Deposition (DMD) e Binder Jetting, os filamentos Ultrafuse® ligam partículas metálicas dentro de um sistema de polímero robusto em alta densidade para reduzir a exposição potencialmente prejudicial a partículas metálicas finas. E como não há necessidade de desempacotar as peças impressas do pó bruto dentro da câmara de construção, os operadores têm exposição mínima a partículas metálicas finas.
A BASF Ahead AM oferece dois filamentos metálicos como parte de seu portfólio: Ultrafuse® 316L e Ultrafuse® 17-4 PH.
O que nos leva à pergunta: quando você deve usar qual materials? Ultrafuse® 17–4PH é o aço inoxidável econômico e versátil, apresenta alta resistência à carga mecânica e é adequado para quase todas as aplicações de metallic, superado apenas por Ultrafuse® 316L quando se trata de resistência à corrosão. Se você quiser verificar qual parte é feita de 316L ou 17-4 PH, basta usar um ímã. Se ele grudar, é 17-4 PH. Se não grudar, a parte é feita de 316L.
Filamento metálico BASF Ultrafuse 316L
Configurações e diretrizes gerais importantes
Antes de nos aprofundarmos nas dicas e truques mais importantes, certifique-se de revisar a tabela abaixo. Nela, você pode encontrar um breve resumo de como trabalhar com sucesso com filamentos de metallic.
Parâmetro de impressão sugerido
A seleção de parâmetros de impressão durante o processo de fatiamento é crítica para a qualidade da peça e o tempo de impressão. Os parâmetros sugeridos vistos na tabela abaixo servem como um ponto de partida para novos usuários que buscam começar a imprimir rapidamente. Como em qualquer processo de fabricação, cada peça apresenta desafios específicos e pode se beneficiar de ajustes e otimização para atingir a mais alta qualidade possível.
- Tamanho do bico: 0,3 – 0,8 mm
- Varia dependendo do nível de detalhe necessário e do tempo de impressão
- Largura da linha: ±10-20% Tamanho do bico
- Distância de retração: 1,5 mm / 5,0 mm
- Velocidade de retração: 45 mm/s
- Altura da camada: 0,10 – 0,25 mm
- Não é recomendado mais do que 60% do tamanho do bico
- Esboços: 1-3
- Muitos contornos podem resultar em separação de paredes
- Densidade de preenchimento (parte sólida): 105% Linhas
- Os tipos retilíneos demonstraram produzir densidades mais altas
- Sobreposição de preenchimento: 20-35%
- Deve ser garantida a sobreposição entre o enchimento e as paredes
- Tipo de preenchimento (oco): >60% giroide, grade ou triângulo
- Preenchimento mínimo acima de 60% para melhores resultados, mas valores mais baixos são possíveis com testes
- Direção da linha de preenchimento: (45, -45)
- Temperatura do bico: 235°C – 245°C
- Calibre para garantir que a temperatura actual corresponda às configurações de temperatura do fatiador
- Temperatura da cama: 90°C – 105°C
- Calibre para garantir que a temperatura actual corresponda às configurações de temperatura do fatiador
- Resfriamento: Nenhum
- O resfriamento das peças geralmente aumenta a deformação, mas pode ser útil durante a formação de pontes
- Velocidade máx. de impressão: 45 mm/s
- Velocidades de impressão mais lentas produzem resultados mais densos e precisos
- Taxa de extrusão: Máx. 8cm3/h
- Por tamanho de bico 0,4 mm taxas mais baixas recomendadas
- Escala: XY 120%, Z 124%
- Veja Fator de Encolhimento e Sobredimensionamento
Diretrizes de design
Desenvolver e escolher o design certo é essential para um objeto impresso em 3D funcional e de alta qualidade. Também é importante lembrar que as diretrizes geralmente são recomendações, não limitações. E muitas diretrizes são orientadas pelas necessidades do processo de D&S.
- Tamanho da peça: A pegada máxima da peça verde não pode exceder X 100, Y 100, Z 100 mm para caber nas placas de cerâmica que suportam as peças durante a desvinculação e sinterização. Peças maiores são possíveis; no entanto, elas podem sofrer deformações durante a impressão e frequentemente exigem tempos de desenvolvimento mais longos. O tamanho mais bem-sucedido para novos usuários é X 60, Y 60, Z 60 mm.
- Paredes sem suporte: Para minimizar an opportunity de colapso e distorção, proporções de altura e largura de parede sem suporte abaixo de 6:1 provaram ser as mais eficazes. Embora facilmente impressas, proporções acima de 6:1 resultaram em rachaduras e até mesmo colapso de peças.
Mono Extrusão somente para metallic – 2.5D
- Saliências: >35°
- Deve ser evitado pela parte desigh
- Estrutura de suporte: Obrigatória para impressão bem-sucedida
- Materials de apoio: Impresso do mesmo materials
- Remoção de suporte: remoção subtrativa da peça metálica por meio de serragem, fresagem, perfuração e lima
- Placa de encolhimento: potencialmente requer CAD, trabalho de impressão separado, montagem finalizada no parceiro de serviço D&S
- Setter separável ao vivo (estrutura de suporte mais placa de contração): requer CAD, trabalho de impressão separado, finalização propensa a erros da montagem da peça
Os Três Grandes
Há três grandes tópicos que devem ser sempre considerados ao imprimir filamentos metálicos Ultrafuse®: torção e deformação após desintegração e sinterização, placa de contração e preparação da peça verde.
Torção e deformação após desvinculação e sinterização
Ao usar Ultrafuse® Meta Filaments, um recurso incomum deve ser usado no fatiador. O histórico de impressão das camadas individuais deixa uma tensão interna invisível na parte verde. Isso é especialmente verdadeiro para linhas de acompanhamento de contorno, pois elas introduzem uma tensão semelhante a uma mola que segue o histórico térmico da linha extrudada. Peças com recursos finos ou muitas linhas de contorno sofrem mais com a deformação durante o processo de sinterização (Figura 2). O truque é imprimir os contornos com direções alternadas. Isso compensa a tensão e as peças não são deformadas após a sinterização.
Figuras 1 e 2: Exemplo de peças antes e depois do processo de desintegração e sinterização.
Placa de encolhimento como um incubador vivo
A segunda dica importante a ser considerada é a Shrinkage Plate. Durante o processo de sinterização, as partículas de metallic se fundem e ocorre até 20% de encolhimento. Durante o encolhimento, a área de contato da peça é afetada pelo atrito como uma contraforça. O coeficiente de atrito depende da distribuição de massa da peça e das proporções de projeto da peça, que parecem esticadas ou deformadas (Figura 4). Para compensar os efeitos do atrito estático, uma placa separada feita do mesmo materials, conhecida como placa de encolhimento (Figura 5), é usada para envolver toda a área de contorno da parte inferior da peça. A peça desejada vê apenas o encolhimento da placa e nenhum atrito estático adicional. O componente sai do processo de sinterização livre de distorção e com maior precisão (Figura 6). Para um parceiro de serviço de desvinculação e sinterização, a placa de encolhimento é revestida com um materials inativo de sinterização para evitar a difusão e a ligação da placa de encolhimento com a peça de metallic desejada.
Figuras 3 e 4: Uma visão das peças após cada processo de desintegração e sinterização.
Figuras 5 e 6: O uso de uma placa de contração durante o processo de D&S ajuda a minimizar a distorção da peça.
Preparação da Parte Verde
Durante o processo de desvinculação, o polímero e a matriz termoplástica são removidos, deixando apenas pó de aço inoxidável com uma pequena quantidade de plástico para manter o formato da peça. Pequenas lacunas entre a peça e a superfície de suporte do forno podem exercer forças de cisalhamento críticas na peça, levando a rachaduras e colapso. Para sobreviver com sucesso ao processamento, todas as superfícies da peça devem ser absolutamente planas e planas. Uma cama de impressão de vidro e o uso do Magioo ProMetal são os primeiros passos na direção certa. Cada peça deve ser verificada quanto à planaridade antes da desvinculação e sinterização e, se necessário, achatada usando lixa ou outros métodos subtrativos.
Figura 7: Peça após a liberação da placa de construção
Figura 8: Fissura após processo de sinterização
Figura 9: Pequena lacuna entre o componente e a superfície subjacente
Esperamos que, ao utilizar essas dicas e truques, todas as suas peças de metallic sejam impressas conforme o esperado. Para mais informações e dicas e truques adicionais, certifique-se de verificar Diretrizes para o usuário de metais da BASF Ahead AM. Até lá, boa impressão!