Hva er fordelene med metallfilament til 3D-printere sammenlignet med tradisjonelle filamenter?

Overlegne estetiske og fysiske egenskaper for metallfilament til 3D-printer

Metallisk glans, overflatevirkelighet og muligheter for etterbehandling

3D-printer metallfilament gir resultater med et realistisk nivå som standardtermoplastiske materialer, som PLA og PETG, aldri kan oppnå. Disse filamentene er forsynt med metallpulver, i de fleste tilfellene rustfritt stål, bronse, kobber eller nikkel. Dette resulterer i deler med ekte metallglans, for eksempel børstet stål eller varm antikkbronse. Denne formen for realisme er avgjørende som rammeverk for prototyper og modeller som til slutt skal være rettet mot konsumenter og vises offentlig. Like viktig er det at disse delene kan bearbeides til et mye høyere kvalitets- og ferdigstillingsnivå, for eksempel ved sliping og polering, eller til og med patinering og klargjøring med klarlakk, for å utvide og simulere overflaten på smykker av høy kvalitet. Alle disse alternativene åpner muligheter for aldringseffekter og andre effekter som ikke kan oppnås ved bruk av standardmaterialer for smeltedeposisjon. Dette gjør metallfilament til en ideell kandidat for replikaer av arkitektonisk beslag, samt mockups av luksusforpakning og funksjonell kunst.

Økt tetthet og taktil vekt i forhold til PLA, PETG eller ABS

Metallfilamenter inneholder i gjennomsnitt 80–90 % metallpulver. I forhold til PLA eller ABS gir dette deler som er to til tre ganger så tette. Dette gjenspeiles i betydelig vekt og en følelse av alvorlighet i den taktile oppfattelsen av den ferdige delen. Dette er spesielt ønskelig for deler som fungerer som håndtak og grep, for eksempel kameragrep, dreieknapper og til og med verktøyhåndtak. Deler laget av metallfilament kan til og med få samme masse som de metalldele de er designet til å representere. Selv formen på en del laget av metallfilament bidrar til å formidle metalls treghet og vekt, noe som ofte mangler i en likevel designet form laget ved hjelp av et termoplastisk FDM-materiale. Dette er spesielt nyttig i produktutvikling, der deler og komponenter må designes slik at de formidler og bevarer et visst tillitsnivå til produktet og dets bruk for sluttbrukeren.

Forbedret ytelse fra mekanisk og termisk synsvinkel

Sterkste termoplastiske alternativ

Ved integrering av metaller beholder komposittene styrke og stivhet langt over det som er tilfelle for standard termoplastiske alternativer. Ifølge tester D638 og D790 fra ledende filamentleverandører øker komposittene stivheten med ca. 60 % og strekkstyrken med ca. 30–50 % sammenlignet med PLA og ABS. Evnen til å beholde form under belastning, kombinert med enkelheten ved 3D-utskrift, betyr at komposittene kan brukes til å lage funksjonelle og bærende produkter, som f.eks. sluttkundeprodukter og testprodukter. Til slutt utgjør de kompositter vi tilbyr en kompromiss mellom prototyping og småserietilvirkning.

Forbedret varmeavbøyningstemperatur

I tillegg til det ovenstående har metallkomposittene bedre termisk ytelse enn andre alternativer. Når de testes mot ABS og PETG oppnår metallkompositter 40–60 °C høyere varmedefleksjonstemperatur (HDT). Denne egenskapen gjør metallkompositter ideelle for bilindustriapplikasjoner og 3D-printede deler som for eksempel tilpassede varmeavledere og kabinetter for elektronikk. Deler med metalltilsetning har lengre levetid enn plastalternativer.

Viktige vurderinger: Slitasje, kompatibilitet med utstyr og trykkstabilitet

Dyselevetid og anbefalinger angående hardmetall- eller rubinbesatte dyser

Messingsdyser slites raskt på grunn av metallpartikler som er innbakt i disse filamentene. Forvent en levetid på 20–40 timer med utskrift. Etter det blir utskriften uregelmessig, og dysene utvides, noe som fører til tap av funksjon. Hårde ståldyser er en betydelig forbedring, siden deres levetid er 3–5 ganger lengre enn for messingsdyser. For applikasjoner med høy volumproduksjon og høy presisjon er rubinbelagte dyser berettiget. De er den mest kostnadseffektive løsningen på grunn av ekstrem sliteståndighet. Å ikke velge riktig maskinvare vil føre til uforutsigbare feil, tap av målnøyaktighet og minimal bærekraft i utskriftsprosessen, noe som kan forårsake betydelige problemer ved delproduksjon.

Situasjoner der 3D-utskrift med metallfilament er berettiget

Selv om 3D-utskrift med metallfilament ikke kan erstatte et komplett sett av fremstillingsprosesser, kan den supplere andre metallaktige fremstillingsprosesser der konfigurasjonskravene er lave og sluttproduktets verdi er høy. I disse tilfellene kan prosessene som fullfører fremstillingen (for eksempel CNC-bearbeiding eller injeksjonsmolding) ha en kostnadsdrivende konfigurasjon for hver enkelt bruk, lange leveringstider eller geometriske begrensninger.

Rask prototyping og funksjonell testing. Ved å bruke metallfilamentprintere kan ingeniørlag utføre metallprototyping internt for mindre enn 10 000 USD og unngå de tidkrevende og kostbare utsettingene. 3D-printede deler kan brukes til å validere design som utsettes for høyere spenning og har større risiko for svikt under drift enn standard polymerprototyper. Dette kan gjøres før man investerer i dyre metallverktøy.

Små serier og reservedeler. Metallfilamenter tillater produksjon uten kostbare former for små serier som vanligvis omfatter flere dusin til flere hundre deler. Typiske anvendelser inkluderer tilpassede varmeavledere og innsatsdeler for polymerinjeksjon, samt deler til eldre utstyr. Etter at de er blitt avbundet og sintret (98 % av teoretisk tetthet, ifølge BASF Forward AM) oppfyller eller overgår disse delene ytelseskravene for metalldele produsert ved tradisjonelle metoder.

Tilpassede verktøy og fester. Metallfilamenter tillater produksjon av lette, topologisk optimaliserte justerings- og monteringsverktøy samt hjelpemidler for samling. Stivheten og varmeledningsevnen til disse verktøyene, som er bedre enn deres plastalternativer, gir produksjon på etterspørsel, reduserer investeringer i lager og akselererer endringer i fabrikksoppsett.

Komponenter for luft- og romfart, bilindustri og medisinske anvendelser. De første brukerne av denne teknologien fokuserer på produksjon av komponenter til oppgaver som er kritiske for oppdragets suksess og som er laget av metallfilament. Topologisk optimerte festebrikker som er lette, sterke og holdbare, produseres av team innen luft- og romfart. Bilingeniører bruker teknologien til rask prototyping av tilpassede inntaksmanifolder og festebrikker, og teknologien øker effektiviteten til utviklere av medisinske apparater samt kvaliteten på kirurgiske instrumenter laget av titan. I tillegg gjør teknologien det nå mulig å produsere tilpassede kirurgiske implantater på en mer effektiv og mindre invasiv måte.

Metallfilamentutskrift (som krever avbinding og sintring) kan enkelt integreres i små maskinverksteder og kontraktprodusenter med noe termisk prosesseringsevne. For disse bedriftene tilbyr teknisk, tredjeparts-sintring av produksjonsløp en lett å innføre, lavrisikoteknikk for testing av deler og arbeidsstedets ytelse før man påviser produksjon i stor skala.

OFTOSTILTE SPØRSMÅL

Hva er komponentene i metallfilament for 3D-utskrift?

metallfilament for 3D-utskrift er en sammensatt materiale som består av en polymermatrise, for eksempel PLA eller PETG, som deretter er impregnert med en dispersjon av fine metallpulvere, for eksempel rustfritt stål, bronse eller kobber.

Hvilke fordeler gir metallfilamenter sammenlignet med andre termoplastikk?

Metallfilamenter gir en betydelig forbedring av estetikk, tetthet, mekanisk styrke og termiske egenskaper sammenlignet med tradisjonelle termoplastikker, noe som gjør dem egnet for mer nøyaktige og mer slitesterke applikasjoner.

Krever bruk av metallfilamenter ekstra investeringer i maskinvare?

Ja, metallfilamenter er svært slitasjeutsatt, noe som betyr at du må investere i spesialiserte dyser, termisk bestandige dyser eller rubinbelagte dyser, siden tradisjonelle messingdyser for utskrift vil slites ut og ikke gi konsekvent utskrift.

Hvor er bruken av 3D-utskrevet metallfilament mest utbredt?

3D-utskrevet metallfilament brukes mye innen luft- og romfart, bilindustrien og medisinsk industri, samt innen rask prototyping, liten serietilvirkning og spesialiserte verktøy og høyhastighetskomponenter.

Er etterbehandling en nødvendighet for utskrifter av metallfilament?

Det er svært vanlig at utskrifter er av høy kvalitet, men likevel krever etterbehandling for å oppnå optimal ytelse. Dette inkluderer avbinding og sintring. Belag, polering og patinaer kan også brukes for å forbedre utseendet og legge til beskyttelse.