Discover estos pasos críticos necesarios para obtener las mejores piezas metálicas impresas en 3D posibles.
Actualizado el 22 de agosto de 2023
por
Colaborador invitado Reenviar AM
Al iniciar un proceso de impresión, el objetivo es conseguir la mejor pieza remaining posible. Sin embargo, para lograrlo es basic que se respeten ciertas pautas. En este artículo, abordaremos los pasos importantes necesarios para producir la mejor pieza metálica impresa posible con Materials metálico Ultrafuse® de BASF Ahead AM. Comencemos con los consejos y trucos para imprimir con éxito utilizando BASF Ahead AM Ultrafuse® Steel.
¡Puedes aprender a imprimir con éxito con metallic actual en tu impresora 3D de escritorio!
¿Qué son los filamentos metálicos Ultrafuse®?
Los filamentos metálicos Ultrafuse® son filamentos compuestos de metallic y polímero diseñados específicamente para la impresión por fabricación de filamentos fundidos (FFF). La superficie exterior antideslizante de los filamentos Ultrafuse® se ha optimizado para imprimir en extrusoras Bowden y FFF de accionamiento directo. Con un alto contenido de metallic de alrededor del 90% en masa, combinado con una distribución uniforme de polvos metálicos hechos a medida dentro de la matriz aglutinante, los filamentos metálicos Ultrafuse® brindan un rendimiento confiable y ayudan a reducir el riesgo de defectos de impresión, aumentando así el éxito de la pieza remaining. tarifas.
En comparación con otros métodos de polvo metálico fino, como la fusión selectiva por láser (SLM), la sinterización directa por láser de metales (DMLS), la deposición directa de metales (DMD) y el Binder Jetting, los filamentos Ultrafuse® unen partículas metálicas dentro de un robusto sistema polimérico de alta densidad para reducir la exposición a partículas metálicas finas potencialmente dañinas. Y como no es necesario desembalar las piezas impresas del polvo bruto dentro de la cámara de construcción, los operadores tienen una exposición mínima a partículas metálicas finas.
BASF Ahead AM ofrece dos filamentos metálicos como parte de su cartera: Ultrafusible® 316L y Ultrafuse® 17-4 PH.
Lo que lleva a la pregunta: ¿cuándo debería utilizar qué materials? Ultrafusible® 17–4PH es el acero inoxidable económico y todoterreno, muestra una alta resistencia a las cargas mecánicas y es adecuado para casi todas las aplicaciones metálicas, sólo superado por Ultrafusible® 316L cuando se trata de resistencia a la corrosión. Si desea comprobar qué pieza está hecha de 316L o 17-4 PH, simplemente utilice un imán. Si se pega, es 17-4 PH. Si no es así, la pieza está hecha de 316L.
Filamento metálico BASF Ultrafuse 316L
Pautas y entornos generales importantes
Antes de profundizar en los trucos y consejos más importantes, asegúrese de revisar la siguiente tabla. En él podrás encontrar un breve resumen de cómo trabajar con éxito con filamentos metálicos.
Parámetro de impresión sugerido
La selección de los parámetros de impresión durante el proceso de corte es basic para la calidad de la pieza y el tiempo de impresión. Los parámetros sugeridos que se ven en la siguiente tabla sirven como punto de partida para los nuevos usuarios que buscan comenzar a imprimir rápidamente. Como ocurre con cualquier proceso de fabricación, cada pieza presenta desafíos específicos y puede beneficiarse del ajuste y la optimización para lograr la mayor calidad posible.
- Tamaño de la boquilla: 0,3 – 0,8 mm
- Varía según el nivel de detalle requerido y el tiempo de impresión.
- Ancho de línea: ±10-20% Tamaño de boquilla
- Distancia de retracción: 1,5 mm/5,0 mm
- Velocidad de retracción: 45 mm/s
- Altura de la capa: 0,10 – 0,25 mm
- No se recomienda más del 60% del tamaño de la boquilla.
- Esquemas: 1-3
- Demasiados contornos pueden provocar la separación de la pared
- Densidad de relleno (parte sólida): 105% Líneas
- Se ha demostrado que los tipos rectilíneos producen densidades más altas.
- Superposición de relleno: 20-35%
- Se debe garantizar la superposición entre el relleno y las paredes.
- Tipo de relleno (hueco): >60% giroide, cuadrícula o triángulo
- Relleno mínimo superior al 60% para obtener mejores resultados, pero se pueden obtener valores más bajos con pruebas
- Dirección de la línea de relleno: (45, -45)
- Temperatura de la boquilla: 235°C – 245°C
- Calibre para garantizar que la temperatura actual coincida con la configuración de temperatura de la rebanadora
- Temperatura de la cama: 90°C – 105°C
- Calibre para garantizar que la temperatura actual coincida con la configuración de temperatura de la rebanadora
- Enfriamiento: Ninguno
- El enfriamiento de la pieza generalmente aumenta la deformación, pero puede ser útil durante el puenteo.
- Máx. Velocidad de impresión: 45 mm/s
- Las velocidades de impresión más lentas producen resultados más densos y precisos
- Tasa de extrusión: máx. 8 cm3/h
- Por tamaño de boquilla se recomiendan tasas inferiores de 0,4 mm
- Escalado: XY 120%, Z 124%
- Ver issue de contracción y sobredimensionamiento
Pautas de diseño
Desarrollar y elegir el diseño correcto es essential para un objeto impreso en 3D funcional y de alta calidad. También es importante recordar que las directrices suelen ser recomendaciones, no limitaciones. Y muchas directrices están impulsadas por las necesidades del proceso D&S.
- Tamaño de la pieza: La huella máxima de la pieza verde no puede exceder X 100, Y 100, Z 100 mm para encajar en las placas cerámicas que sostienen las piezas durante el desaglomerado y la sinterización. Se pueden lograr piezas más grandes; sin embargo, pueden sufrir deformaciones durante la impresión y, a menudo, requieren tiempos de revelado más prolongados. El tamaño más exitoso para los nuevos usuarios es X 60, Y 60, Z 60 mm.
- Muros sin soporte: Para minimizar la posibilidad de colapso y distorsión, se ha demostrado que las relaciones más efectivas entre altura y ancho de muros sin soporte inferiores a 6:1. Aunque se imprimían fácilmente, las proporciones superiores a 6:1 provocaban grietas e incluso el colapso parcial.
Monoextrusión solo para metallic – 2.5D
- Voladizos: >35°
- Debe evitarse por el diseño de la pieza.
- Estructura de soporte: obligatoria para una impresión exitosa
- Materials de soporte: Impreso del mismo materials.
- Eliminación de soporte: eliminación sustractiva de la pieza metálica mediante aserrado, fresado, taladrado y limado.
- Placa de contracción: potencialmente requiere CAD, trabajo de impresión por separado y ensamblaje finalizado en el socio de servicio de D&S.
- Colocador dinámico separable (estructura de soporte más placa de contracción): Requiere CAD, trabajo de impresión separado, finalización propensa a errores del ensamblaje de la pieza
Los tres grandes
Hay tres grandes temas que siempre se deben considerar al imprimir filamentos metálicos Ultrafuse®: torsión y deformación después del desaglomerado y la sinterización, placa de contracción y preparación de la pieza verde.
Torsión y deformación después del desaglomerado y la sinterización
Cuando se utilizan metafilamentos Ultrafuse®, se debe utilizar una característica poco común en la cortadora. El historial de impresión de las capas individuales deja una tensión interna invisible en la parte verde. Esto es especialmente cierto para las líneas que siguen contornos, ya que introducen una tensión comparable a un resorte que sigue la historia térmica de la línea extruida. Las piezas con características delgadas o muchas líneas de contorno son las que más sufren la deformación durante el proceso de sinterización (Figura 2). El truco consiste en imprimir los contornos con direcciones alternas. Esto compensa la tensión y las piezas no se deforman después de la sinterización.
Figuras 1 y 2: Ejemplo de piezas antes y después del proceso de desaglomerado y sinterizado.
Placa de contracción como colocadora viva
El segundo consejo importante a tener en cuenta es la placa de contracción. Durante el proceso de sinterización, las partículas de metallic se fusionan y se produce una contracción de hasta un 20%. Durante la contracción, el área de contacto de la pieza se ve afectada por la fricción como fuerza contraria. El coeficiente de fricción depende de la distribución de masas de la pieza y de las relaciones de diseño de la pieza, que aparecen estiradas o deformadas (Figura 4). Para compensar los efectos de la fricción estática, se utiliza una placa separada hecha del mismo materials, conocida como placa de contracción (Figura 5), para encerrar toda el área del contorno de la parte inferior de la pieza. La pieza deseada sólo ve la contracción de la placa y ninguna fricción estática adicional. El componente sale del proceso de sinterización libre de distorsiones y con mayor precisión (Figura 6). Para un socio de servicios de desaglomerado y sinterización, la placa de contracción está recubierta con un materials inactivo para la sinterización para evitar la difusión y la unión de la placa de contracción con la pieza metálica deseada.
Figuras 3 y 4: una mirada a las piezas después de cada uno de los procesos de desaglomerado y sinterización.
Figuras 5 y 6: El uso de una placa de contracción durante el proceso de D&S ayuda a minimizar la distorsión de la pieza.
Preparación de la pieza verde
Durante el proceso de desaglutinación, se elimina el polímero y la matriz termoplástica, dejando solo polvo de acero inoxidable con una pequeña cantidad de plástico para mantener la forma de la pieza. Pequeños espacios entre la pieza y la superficie de soporte del horno pueden ejercer fuerzas de corte críticas sobre la pieza, provocando grietas y colapso. Para sobrevivir con éxito al procesamiento, todas las superficies de las piezas deben ser absolutamente planas y planas. Una cama de impresión de vidrio y el uso de Magioo ProMetal son los primeros pasos en la dirección correcta. Se debe comprobar la planitud de cada pieza antes de desaglomerarla y sinterizarla y, si es necesario, aplanarla con papel de lija u otros métodos sustractivos.
Figura 7: Parte después de liberarla de la placa de construcción
Figura 8: Grieta después del proceso de sinterización
Figura 9: Pequeño espacio entre el componente y la superficie subyacente
Esperamos que al utilizar estos consejos y trucos, todas sus piezas metálicas se impriman como se esperaba. Para obtener más información y consejos y trucos adicionales, asegúrese de consultar Guía del usuario de metales de BASF Ahead AM. Hasta entonces, ¡feliz impresión!
