EN
Överlägsna estetiska och fysikaliska egenskaper hos metallfilament för 3D-skrivare
Metallisk glans, ytrealistik och potential för efterbearbetning
3D-skrivarmetallfilament ger resultat med en realistiskhet som standardtermoplastiska material, såsom PLA och PETG, aldrig kan uppnå. Dessa filament är impregnerade med metallpulver, i de flesta fall rostfritt stål, brons, koppar eller nickel. Detta resulterar i delar med äkta metallglans, till exempel borstad stål eller varm antik brons. Denna form av realistiskhet är avgörande som ram för prototyper och modeller som slutligen kommer att riktas mot konsumenter och behöver visas upp. Likaså viktigt är att dessa delar kan bearbetas till en mycket högre kvalitet och ytyta, till exempel genom slipning och polering, eller återigen genom patinering och klarlackering, för att förlänga och simulera ytan på fin smyckeskonst. Alla dessa alternativ skapar möjlighet till åldringseffekter och andra effekter som inte kan uppnås med standardmaterial för fusionsdeposition. Detta gör metallfilament till en idealisk kandidat för replikering av arkitektoniskt utrustning samt mockups av lyxförpackningar och funktionskonst.
Ökad densitet och taktil tyngd jämfört med PLA, PETG eller ABS
Metallfilament innehåller i genomsnitt 80–90 % metallpulver. I jämförelse med PLA eller ABS resulterar detta i delar som är två till tre gånger så täta. Detta innebär en betydande viktökning och ger ett känslomässigt intryck av tyngd och allvarlighet i den färdiga delens taktila egenskaper. Detta är särskilt önskvärt för delar som fungerar som handtag och grepp, t.ex. kameragrepp, reglageknoppar och även verktygshandtag. Delar av metallfilament kan till och med tillverkas med en massa som motsvarar den metalliska del som de är avsedda att representera. Även formen på en del av metallfilament bidrar till att förmedla metalls tröghet och tyngd – egenskaper som ofta saknas i en lika utformad del tillverkad i ett termoplastiskt FDM-material. Detta är särskilt fördelaktigt inom produktutveckling, där delar och komponenter måste utformas för att förmedla och bevara användarens förtroende för produkten och dess användning.
Förbättrad prestanda ur mekanisk och termisk synvinkel
Den starkaste termoplastiska varianten
Genom integrering av metaller behåller kompositerna styrka och styvhet långt över de som finns i standardtermoplastiska alternativ. Enligt tester D638 och D790 från ledande filamentleverantörer ökar kompositerna styvheten med cirka 60 % och draghållfastheten med cirka 30–50 % jämfört med PLA och ABS. Förmågan att behålla form under belastning, kombinerat med enkelheten att 3D-printa, innebär att kompositerna kan användas för att skapa funktionella och lastbärande föremål, såsom slutanvändarprodukter och provföremål. Slutligen utgör de kompositmaterial vi erbjuder en kompromiss mellan prototypframställning och små serieproduktioner.
Förbättrad värmeformbeständighetstemperatur
Förutom ovanstående har metallkompositer bättre termiska egenskaper än andra alternativ. När de testades mot ABS och PETG uppnådde metallkompositerna en högre värmeavböjningstemperatur (HDT) med 40–60 °C. Denna egenskap gör metallkompositer idealiska för automobilapplikationer och tryckta delar, till exempel anpassade värmeutbytare och höljen för elektronik. Delar med metalltillsats håller längre än plastalternativ.
Kritiska överväganden: Slipverkan, maskinkompatibilitet och tryckstabilitet
Dysans livslängd och förslag på hårdstål- eller rubinbelagda dysor
Messingmunstycken slits snabbt på grund av metallpartiklar inbäddade i dessa filament. Förvänta dig en livslängd på 20–40 timmar med utskrift. Därefter blir utskriften ojämn och munstyckena vidgas, vilket leder till förlust av funktion. Härdade stålmunstycken är en betydande förbättring eftersom deras livslängd är 3–5 gånger längre än för messingmunstycken. För högvolym- och högprecisionstillämpningar är rubinbelagda munstycken motiverade. De är det mest kostnadseffektiva alternativet tack vare sin extrema slitstabilitet. Att inte välja rätt hårdvara leder till oförutsägbar felaktighet, förlust av dimensionsnoggrannhet och minimal hållbarhet i utskriftsprocessen, vilket kan orsaka betydande problem vid delproduktion.
Situationer där 3D-utskrift med metallfilament är motiverad
Även om 3D-utskrift med metallfilament inte kan ersätta en fullständig uppsättning tillverkningsprocesser kan den komplettera andra metallliknande tillverkningsprocesser där konfigurationskraven är låga och slutprodukten har ett högt värde. I dessa fall kan de processer som slutför tillverkningen (t.ex. CNC-bearbetning eller injektering) ha en kostnadsdrivande konfiguration för varje användning, långa leveranstider eller geometriska begränsningar.
Snabb prototypframställning och funktionsprovning. Genom att använda metallfilament-skrivare kan ingenjörsteam genomföra metallprototypframställning inomhus för mindre än 10 000 USD och undvika de tidskrävande och kostsamma utlåningsprocesserna. 3D-utskrivna delar kan användas för att validera konstruktioner som utsätts för högre spänningar och har större risk för fel under drift jämfört med standardpolymerprototyper. Detta kan göras innan man investerar i dyr metallverktygning.
Små serier och reservdelar. Metallfilament gör det möjligt att tillverka utan kostsamma gjutformar för små serier, vanligtvis flera dussin till flera hundratal delar. Typiska tillämpningar inkluderar anpassade värmeavledare och insatsdelar för polymerinjektion samt delar till äldre utrustning. Efter avbintning och sintring (98 % av teoretisk densitet, enligt BASF Forward AM) uppfyller dessa delar eller överträffar rent prestandamässigt kraven på metallkomponenter som tillverkats med traditionella metoder.
Anpassade verktyg och fästmedel. Metallfilament gör det möjligt att tillverka lättviktiga, topologiskt optimerade skabloner, fästmedel och monteringshjälpmedel. Dessa verktygs styvhet och värmeledningsförmåga, som är förbättrade jämfört med deras plastalternativ, möjliggör produktion på begäran, vilket minskar lagerinvesteringar och snabbar upp omställningar av fabrikslayouten.
Komponenter för luft- och rymdfart, fordonsindustri samt medicinska tillämpningar. Tidiga användare av denna teknik fokuserar på produktion av komponenter för uppdragskritiska applikationer tillverkade av metallfilament. Topologiskt optimerade bromsar, som är estetiska, lättviktiga och oböjliga, skrivs ut av luft- och rymdfartslag. Fordonsingenjörer använder tekniken för snabb prototypframställning av anpassade insugsgångar och monteringsbromsar, och tekniken ökar effektiviteten hos utvecklare av medicintekniska produkter samt kvaliteten på kirurgiska instrument baserade på titan. Dessutom möjliggör tekniken idag en mer effektiv och mindre invasiv metod för framställning av anpassade kirurgiska implantat.
Metallfilamentskrivning (som kräver avbinder och sintring) kan enkelt integreras i små verkstäder och kontraktstillverkare med viss termisk bearbetningskapacitet. För dessa företag erbjuder teknisk, tredjeparts-sintring av produktionsomgångar en lättanvänd och lågrisk teknik för att testa delar och arbetsplatsprestanda innan man skalar upp produktionen på större skala.
Frågor som ofta ställs
Vad är komponenterna i metallfilament för 3D-skrivning?
3D-skrivningsmetallfilament är en sammansatt materialblandning som består av en polymermatris, till exempel PLA eller PETG, som sedan är impregnerad med en dispersion av fina metallpulver, till exempel rostfritt stål, mässing eller koppar.
Vilka fördelar ger metallfilament jämfört med andra termoplast
Metallfilament ger en betydande förbättring av estetik, densitet, mekanisk hållfasthet och termiska egenskaper jämfört med traditionella termoplast, vilket gör dem lämpliga för mer exakta och mer slitstarka applikationer.
Kräver användning av metallfilament ytterligare investeringar i hårdvara?
Ja, metallfilament är mycket slipande, vilket innebär att du behöver investera i specialnozzlar, termiskt resistenta nozzlar eller nozzlar med rubinbeläggning, eftersom traditionella messingtrycknozzlar slits snabbt och inte ger konsekvent utskrift.
Var är användningen av 3D-printade metallfilament mest utbredd?
3D-printade metallfilament används omfattande inom luft- och rymdfarten, bilindustrin och medicintekniken, samt inom områden som snabb prototypframställning, liten serieproduktion och specialverktyg samt höghastighetskomponenter.
Är efterbehandling en nödvändighet för utskrifter med metallfilament?
Det är mycket vanligt att utskrifterna är av hög kvalitet men kräver efterbehandling för att uppnå optimal prestanda. Detta inkluderar avbindning och sintring. Beläggningar, polering och patinering kan också användas för att förbättra utseendet och ge skydd.