EN
Vyšší estetické a fyzikální vlastnosti kovového filamentu pro 3D tisk
Kovový lesk, realistický povrch a možnosti následné úpravy
kovový filament pro 3D tisk umožňuje dosáhnout výsledků s realistickostí, kterou standardní termoplastické materiály, jako jsou PLA a PETG, nikdy nedosáhnou. Tyto filamente jsou nasyceny kovovým práškem – nejčastěji nerezovou ocelí, bronzem, mědí nebo niklem. Výsledkem jsou díly s pravým kovovým leskem, například matnou ocelí nebo teplým antikním bronzem. Tato úroveň realismu je zásadní pro vývoj prototypů a modelů, které se nakonec stanou součástí spotřebitelských produktů a budou vystavovány. Stejně důležité je, že tyto díly lze zpracovat na mnohem vyšší úrovni jakosti a dokončení – například broušením a leštěním, ale i patinováním či nanášením průhledného lakovaného povlaku – čímž se prodlouží životnost povrchu a napodobí se dokončení šperků vysoce kvalitní výroby. Všechny tyto možnosti umožňují vytvářet stárnutí a jiné vizuální efekty, které nelze dosáhnout pomocí standardních materiálů používaných při fúzním vrstvení (FDM). To činí kovový filament ideální volbou pro repliky architektonického kovového vybavení, stejně jako pro makety luxusního balení a funkční umělecká díla.
Vyšší hustota a hmatová tíha ve srovnání s PLA, PETG nebo ABS
Kovové filamenty obsahují průměrně 80–90 % kovového prášku. Ve srovnání s PLA nebo ABS to znamená, že vytisknuté díly mají 2 až 3krát vyšší hustotu. To se projevuje výraznou hmotností a pocitem vážnosti při dotyku dokončeného dílu. Tato vlastnost je zvláště žádoucí u dílů sloužících jako rukojeti a úchopové prvky, například u rukojetí fotoaparátů, otočných knoflíků či dokonce nářadí. Díly z kovových filamentů lze dokonce navrhnout tak, aby měly stejnou hmotnost jako kovové díly, které mají nahradit. I samotný tvar dílu z kovového filamentu pomáhá předat pocit setrvačnosti a tíhy kovu, což chybí u stejně navrženého tvaru vyrobeného z termoplastického FDM materiálu. To je zvláště užitečné v oblasti vývoje výrobků, kde musí být díly a komponenty navrženy tak, aby předávaly a udržovaly u koncového uživatele důvěru ve výrobek a jeho použití.
Zlepšený výkon z mechanického i tepelného hlediska
Nejsilnější termoplastická možnost
Díky integraci kovů zachovávají kompozity pevnost a tuhost daleko převyšující ty u běžných termoplastických materiálů. Podle testů D638 a D790 od předních dodavatelů filamentů zvyšují kompozity tuhost přibližně o 60 % a mez pevnosti v tahu přibližně o 30–50 % ve srovnání s PLA a ABS. Schopnost udržet tvar pod zatížením, spojená s jednoduchostí 3D tisku, znamená, že kompozity lze použít k výrobě funkčních a nosných předmětů, jako jsou výrobky pro konečné uživatele nebo testovací vzorky. Nakonec kompozity, které nabízíme, představují kompromis mezi prototypováním a malosériovou výrobou.
Zlepšená teplota deformace pod zatížením
Kromě výše uvedeného mají kovové kompozity lepší tepelné vlastnosti než jiné materiály. Při testování proti ABS a PETG dosáhly kovové kompozity o 40–60 °C vyšší teploty deformace při zatížení (HDT). Tato vlastnost činí kovové kompozity ideálními pro automobilové aplikace a tištěné díly, jako jsou například vlastní chladiče a pouzdra pro elektroniku. Díly s obsahem kovu vydrží déle než plastové alternativy.
Kritické aspekty: abrazivita, kompatibilita s hardwarem a stabilita tisku
Životnost trysky a doporučení pro trysky z tvrdé oceli nebo s rubínovým hrotem
Mosazné trysky se rychle opotřebují kvůli kovovým částicím uvězněným v těchto filamentech. Očekávejte životnost 20–40 hodin tisku. Poté se tisk stává nekonzistentním a trysky se rozšiřují, což vede ke ztrátě funkce. Trysky z tvrdé oceli představují významné zlepšení, protože jejich životnost je 3–5krát delší než u mosazných. Pro aplikace s vysokým objemem a vysokou přesností jsou vhodné trysky s rubínovým hrotem. Jsou nejúčinnější z hlediska nákladů díky extrémní odolnosti proti opotřebení. Nesprávný výběr příslušenství vede k nepředvídatelnému selhání, ztrátě rozměrové přesnosti a minimální udržitelnosti tiskového procesu, což může způsobit značné problémy při výrobě dílů.
Případy, kdy je použití kovových filamentů pro 3D tisk odůvodněné
I když 3D tisk s kovovým filamentem nemůže nahradit kompletní soubor výrobních procesů, může doplňovat jiné výrobní procesy podobné kovovým, u nichž jsou nízké požadavky na konfiguraci a konečná hodnota výrobku je vysoká. V těchto případech mohou být procesy, které dokončují výrobu (např. CNC obrábění nebo vstřikování), pro každé použití příliš nákladné z hlediska konfigurace, mohou mít dlouhou dobu dodání nebo geometrická omezení.
Rychlé vytváření prototypů a funkční zkoušky. Použití tiskáren s kovovým filamentem umožní inženýrským týmům provádět metalické prototypování interně za méně než 10 000 USD a vyhnout se časově náročným a drahým procesům externího zadávání zakázek. 3D tištěné díly lze použít k ověření návrhů, které jsou vystaveny vyššímu mechanickému namáhání a vyššímu riziku poruchy během provozu ve srovnání se standardními polymerovými prototypy. To lze provést ještě před tím, než dojde k investici do drahých kovových nástrojů.
Malé série a náhradní díly. Kovové filamenty umožňují výrobu bez nákladných forem pro malé série, jejichž průměrný rozsah činí několik desítek až několik set kusů. Typické aplikace zahrnují speciální chladiče a vložky pro polymerové lití, stejně jako díly pro starší zařízení. Po odstranění vaziva a sintrování (98 % teoretické hustoty podle BASF Forward AM) splňují tyto díly požadavky na výkon kovových součástí vyrobených tradičními metodami, případně je dokonce překračují.
Speciální nástroje a upínací zařízení. Kovové filamenty umožňují výrobu lehkých, topologicky optimalizovaných montážních přípravků, upínacích zařízení a pomocných prostředků pro montáž. Tuhost a tepelná vodivost těchto nástrojů, které jsou oproti plastovým alternativám zlepšené, umožňují výrobu na vyžádání, čímž se snižují investice do zásob a urychlují se změny výrobního uspořádání.
Komponenty pro letecký, automobilový a zdravotnický průmysl. První uživatelé této technologie se zaměřují na výrobu součástí pro kritické aplikace, které jsou vyrobeny z kovového filamentu. Letecké týmy tisknou topologicky optimalizované konzoly, které jsou umělecky provedené, lehké a nezlomné. Automobiloví inženýři využívají tuto technologii pro rychlé prototypování individuálních sacích kolktorů a montážních konzol, a technologie zvyšuje efektivitu vývojářů zdravotnických zařízení i kvalitu chirurgických nástrojů z titanu. Navíc tato technologie nyní umožňuje účinnější a méně invazivní přístup k výrobě individuálních chirurgických implantátů.
Tisk kovovými filamenty (který vyžaduje odvázaní a sinterování) lze snadno začít používat v malých strojních dílnách a u dodavatelů výrobních služeb, kteří mají nějakou kapacitu tepelného zpracování. Pro tyto společnosti nabízí technické sinterování výrobků třetí stranou jednoduchou a nízkorizikovou metodu pro testování součástí a jejich výkonu v provozním prostředí ještě před tím, než se přistoupí k plnohodnotné výrobě v rozsáhlém měřítku.
Nejčastější dotazy
Z jakých složek se skládá kovový filament pro 3D tisk?
kovový filament pro 3D tisk je kompozitní materiál, který se skládá z polymerové matrice, například PLA nebo PETG, do níž je rozptýleno jemné kovové prášky, jako je nerezová ocel, bronz nebo měď.
Jaké výhody nabízejí kovové filamente ve srovnání s jinými termoplasty?
Kovové filamente poskytují výrazné zlepšení estetického dojmu, hustoty, mechanické pevnosti a tepelných vlastností ve srovnání s tradičními termoplasty, čímž se stávají vhodnými pro přesnější a trvanlivější aplikace.
Bude používání kovových filamentů vyžadovat dodatečné investice do hardwaru?
Ano, kovové filamente jsou vysoce abrazivní, což znamená, že budete muset investovat do specializovaných tryskek, tepelně odolných tryskek nebo tryskek s rubínovým hrotem, protože tradiční tiskové trysky z mosazi by se opotřebovaly a nezajišťovaly konzistentní tisk.
Kde je využití kovových filamentů pro 3D tisk nejrozšířenější?
kovové filamente pro 3D tisk se široce používají v leteckém, automobilovém a zdravotnickém průmyslu, stejně jako v oblastech rychlého prototypování, malosériové výroby a výroby specializovaných nástrojů a komponent určených pro vysokorychlostní provoz.
Je pro tisky z kovových filamentů nutné provádět dokončovací úpravy?
Je velmi běžné, že tisky jsou vysoké kvality, ale pro dosažení optimálního výkonu vyžadují dokončovací úpravy. Mezi ně patří odvazování (debinding) a slinování (sintering). Pro zlepšení vzhledu a posílení ochrany lze také použít povlaky, leštění a patiny.