EN
Superieure esthetische en fysieke eigenschappen van metaal filament voor 3D-printers
Metalen glans, realistisch oppervlak en mogelijkheden voor nabewerking
metaalprintdraad voor 3D-printers levert resultaten op met een realistischheid die standaard thermoplastische materialen, zoals PLA en PETG, nooit kunnen bereiken. Deze draden zijn verrijkt met metalen poeders, meestal roestvrij staal, brons, koper of nikkel. Dit leidt tot onderdelen met een authentieke metalen glans, zoals geborsteld staal of warm antiek brons. Deze vorm van realistischheid is cruciaal als basis voor prototypes en modellen die uiteindelijk voor de consument bestemd zijn en tentoongesteld moeten worden. Even belangrijk is het feit dat deze onderdelen tot een veel hoger kwaliteits- en afwerkniveau kunnen worden bewerkt, bijvoorbeeld door schuren en polijsten, of juist door patineren en aanbrengen van een transparante laklaag, om de afwerking van fijn sieraden te verlengen en te simuleren. Al deze mogelijkheden maken het mogelijk om verweeringsverschijnselen en effecten te creëren die met standaard Fused Deposition-materialen niet haalbaar zijn. Dit maakt metaalprintdraad een ideale keuze voor replica’s van architectonische hardware, maar ook voor mock-ups van luxe verpakkingen en functionele kunst.
Verhoogde dichtheid en tactiele zwaarte vergeleken met PLA, PETG of ABS
Metaal filamenten bevatten gemiddeld 80–90% metaalpoeder. In vergelijking met PLA of ABS leidt dit tot onderdelen die twee tot drie keer zo zwaar zijn. Dit vertaalt zich in aanzienlijk gewicht en een gevoel van zwaarwegendheid bij het aanraken van het afgewerkte onderdeel. Dit is vooral gewenst voor onderdelen die dienen als handvat of grip, zoals camera-grepen, knoppen en zelfs gereedschapsheften. Onderdelen van metaal filament kunnen zelfs zo worden vervaardigd dat ze een vergelijkbare massa hebben als de metalen onderdelen die ze moeten representeren. Zelfs de vorm van een onderdeel van metaal filament draagt bij aan de communicatie van traagheid en gewicht van metaal, wat vaak ontbreekt bij een eveneens gevormd onderdeel gemaakt van een thermoplastisch FDM-materiaal. Dit is vooral nuttig in het kader van productontwikkeling, wanneer onderdelen en componenten moeten worden ontworpen om vertrouwen in het product en zijn gebruik bij de eindgebruiker te wekken en te behouden.
Verbeterde prestaties vanuit mechanisch en thermisch oogpunt
Sterkste thermoplastische optie
Door de integratie van metalen behouden composieten een sterkte en stijfheid die ver boven die van standaard thermoplastische opties liggen. Volgens tests D638 en D790 van toonaangevende filamentleveranciers verhogen de composieten de stijfheid met ongeveer 60% en de treksterkte met ongeveer 30–50% ten opzichte van PLA en ABS. Het vermogen om vorm te behouden onder belasting, gecombineerd met het gemak van 3D-printen, betekent dat de composieten kunnen worden gebruikt voor het maken van functionele en belaste onderdelen, zoals eindgebruikersproducten en testobjecten. Ten slotte vormen de composieten die wij aanbieden een afweging tussen prototyping en productie in kleine oplages.
Verbeterde hittevervormingstemperatuur
Naast het bovenstaande hebben metalen composieten een betere thermische prestatie dan andere opties. Bij tests tegenover ABS en PETG scoorden metalen composieten 40–60 °C hoger op het gebied van Hittevervormingstemperatuur (HDT). Deze eigenschap maakt metalen composieten ideaal voor automotive-toepassingen en geprinte onderdelen zoals aangepaste koellichamen en behuizingen voor elektronica. Onderdelen met metaaltoevoeging hebben een langere levensduur dan plasticopties.
Kritieke overwegingen: schurende werking, compatibiliteit met hardware en printstabiliteit
Levensduur van de nozzle en aanbevelingen voor geharde staal- of robijngepuntondes
Messingmondkappen slijten snel door metalen deeltjes die in deze filamenten zijn ingebed. Verwacht een levensduur van 20–40 uur printen. Daarna wordt het printen onstabiel en worden de mondkappen breder, wat leidt tot een verlies van functionaliteit. Geharde stalen mondkappen vormen een aanzienlijke verbetering, omdat hun levensduur 3–5 keer langer is dan die van messing. Voor toepassingen met een hoog volume en hoge precisie zijn mondkappen met robijntip geschikt. Deze zijn de meest kosteneffectieve optie dankzij hun extreme weerstand tegen slijtage. Het niet kiezen van de juiste hardware resulteert in onvoorspelbare storingen, verlies van dimensionale nauwkeurigheid en een minimale duurzaamheid van het printproces, wat aanzienlijke problemen kan veroorzaken bij de productie van onderdelen.
Situaties waarin 3D-printen met metalen filament gerechtvaardigd is
Hoewel 3D-printen met metalen filament geen volledige reeks productieprocessen kan vervangen, kan het wel andere metaalachtige productieprocessen aanvullen waarbij de configuratievereisten laag zijn en de eindproductwaarde hoog is. In dergelijke gevallen kunnen de processen die de productie voltooien (zoals CNC-bewerking of spuitgieten) een kostbaar configuratieproces per gebruik vereisen, lange levertijden hebben of geometrische beperkingen kennen.
Snel prototypen en functionele tests. Met metalen filamentprinters kunnen engineeringteams metaalprototypes in-house maken voor minder dan $10.000 en zo tijdrovende en dure uitbestedingsprocessen vermijden. De via 3D-printen gefabriceerde onderdelen kunnen worden gebruikt om ontwerpen te valideren die tijdens gebruik hogere spanningen ondergaan en een groter risico op storing lopen dan standaard polymeerprototypes. Dit kan gebeuren voordat er wordt overgegaan op duurzame metalen gereedschappen.
Kleine oplages en vervangingsonderdelen. Metalen filamenten maken productie mogelijk zonder dure mallen voor kleinere oplages van gemiddeld meerdere dozijn tot enkele honderden onderdelen. Typische toepassingen omvatten aangepaste koellichamen en inzetstukken voor polymeerinjecties, evenals onderdelen voor verouderde apparatuur. Na ontbinding van het bindmiddel en sinters (98 % van de theoretische dichtheid, volgens BASF Forward AM) voldoen deze onderdelen aan of zelfs boven de prestatievereisten voor metalen onderdelen die met traditionele methoden worden geproduceerd.
Aangepaste gereedschappen en spanmiddelen. Metalen filamenten maken de productie mogelijk van lichtgewicht, topologisch geoptimaliseerde malmen, spanmiddelen en montagehulpmiddelen. De stijfheid en thermische geleidbaarheid van deze gereedschappen, verbeterd ten opzichte van hun plastic alternatieven, zorgen voor productie op aanvraag, waardoor investeringen in voorraden worden verminderd en wijzigingen in de fabrieksindeling worden versneld.
Componenten voor lucht- en ruimtevaart-, automobiel- en medische toepassingen. Vroege adopters van deze technologie richten zich op de productie van kritieke onderdelen die zijn vervaardigd uit metalen filament. Topologisch geoptimaliseerde beugels, die lichtgewicht en onvervormbaar zijn, worden door lucht- en ruimtevaartteams geprint. Automobieltechnici gebruiken de technologie voor het snelle prototyping van aangepaste inlaatcollectoren en montagebeugels, en de technologie verhoogt de efficiëntie van ontwikkelaars van medische apparatuur en de kwaliteit van op titanium gebaseerde chirurgische instrumenten. Bovendien maakt de technologie tegenwoordig een effectievere en minder invasieve aanpak mogelijk voor de productie van aangepaste chirurgische implantaat.
Metaaldraadprinten (dat ontbinden en sinteren vereist) kan gemakkelijk worden geïntegreerd in kleine machinebouwbedrijven en contractfabrikanten met een zekere thermische verwerkingscapaciteit. Voor die bedrijven biedt technische, externe sintering van productielopen een eenvoudig toe te passen, laag-risico-techniek om onderdelen en prestaties op de werkvloer te testen voordat grootschalige productie wordt goedgekeurd.
Veelgestelde vragen
Wat zijn de componenten van metaaldraad voor 3D-printen?
metaaldraad voor 3D-printen is een composiet dat bestaat uit een polymeermatrix, zoals PLA of PETG, die vervolgens is geïmpregneerd met een dispersie van fijne metalen poeders, zoals roestvrij staal, brons of koper.
Welke voordelen bieden metaaldraden ten opzichte van andere thermoplasten?
Metaaldraden bieden een aanzienlijke verbetering op het gebied van esthetiek, dichtheid, mechanische sterkte en thermische eigenschappen ten opzichte van traditionele thermoplasten, waardoor ze geschikt zijn voor nauwkeuriger en duurzamer toepassingen.
Vereist het gebruik van metalen filamenten extra investeringen in hardware?
Ja, metalen filamenten zijn zeer schurend, wat betekent dat u moet investeren in gespecialiseerde spuitmonden, thermisch bestendige spuitmonden of spuitmonden met robijntip, aangezien traditionele messing spuitmonden zouden slijten en niet consistent zouden printen.
Waar wordt het gebruik van 3D-geprinte metalen filamenten het meest toegepast?
3D-geprinte metalen filamenten worden veel gebruikt in de lucht- en ruimtevaart-, automobiel- en medische industrie, evenals bij snelle prototyping, kleinschalige productie en gespecialiseerde gereedschappen en componenten voor hoge snelheden.
Is nabewerking noodzakelijk voor afdrukken met metalen filamenten?
Het is zeer gebruikelijk dat afdrukken van hoge kwaliteit zijn, maar toch nabewerking vereisen om optimale prestaties te bereiken. Dit omvat ontbinden en sinterven. Coatings, polijsten en patina’s kunnen ook worden gebruikt om het uiterlijk te verbeteren en bescherming toe te voegen.