A fém 3D nyomtatás már lehetséges a Zortrax Endurealen
A Zortrax bevezette a fém 3D nyomtatási lehetőséget a Zortrax Endureal 3D ipari 3D nyomtatóba.
Fém 3D nyomtatása a Zortrax Full Metal Package-nek köszönhetően lehetséges – a készletek mindent tartalmaznak, ami a BASF Ultrafuse fémszálakkal történő nyomtatáshoz és a nyomtatott modellek acél alkatrészekké történő utófeldolgozásához szükséges.
Két Zortrax Full Metal Package van, amelyek alkalmasak 316L-es sebészeti minőségű rozsdamentes acélból és edzett 17-4 acélból történő gyártásra
A BASF Forward AM-mel, a világ egyik legnagyobb vegyipari vállalatával együttműködve a Zortrax bevezetett egy olyan eljárást, amely lehetővé teszi a fém alkatrészek gyártását a Zortrax Endureal ipari 3D nyomtatóval a két leggyakrabban használt acéltípusból: a rozsdamentes 316L sebészeti minőségűből és az edzett 17-4 PH acélból. A fém 3D nyomtatás bevezetése a polimer extrudáláson alapuló 3D nyomtatókra egy új fejezet a Zortrax és a BASF együttműködésében. Az alábbiakban részletesen bemutatunk mindent, amit tudni kell a működéséről és a kivitelezéséről.
Hogyan működik a BASF által működtetett fém 3D nyomtatás
A Zortrax Endureal-el fémet nyomtatni a Zortrax Full Metal Package 316L és a Zortrax Full Metal Package 17-4 PH készlettel lehetséges, amelyek mindent tartalmaznak, ami az acél alkatrészek gyártásához szükséges.
A megvalósítás is nagyon egyszerű.
1. Zortrax Endureal 3D nyomtató hotend modulját ki kell cserélni a készletben található modulra. Ugyanaz a modul, de erősen javasoljuk egy új hotend használatát a lehető legjobb eredmény elérése érdekében.
2. Egy BASF Ultrafuse 316L vagy BASF Ultrafuse 17-4 PH fémpor izzószálat kell felszerelni modellanyagként, és a BASF Ultrafuse támaszréteget kell telepíteni tartóanyagként az Endureal 3D nyomtatóba.
3. 3D-nyomtatásra szánt alkatrészeket ellenőrizni kell, hogy megfelelnek-e a fém 3D nyomtatási kézikönyvben ismertetett tervezési irányelveinknek.
4. Az Endureal építési platformját Magigoo Pro Metal ragasztóval kell lefedni, hogy megkönnyítse az építési platform megfelelő tapadását.
5. A 3D nyomtatási folyamatot a Z-SUITE szoftverben elérhető alapértelmezett beállítással kell elindítani a BASF fémszálakhoz.
6. A 3D nyomtatott modelleket be kell csomagolni és utófeldolgozásra kell küldeni, ami ingyenes a mellékelt utófeldolgozási utalvánnyal.
7. Az utólag feldolgozott, teljesen működőképes fém alkatrészeket postán juttatjuk el
A fém alkatrészek nyomtatásának megkezdése az Endureal 3D nyomtatókkal:
Annak érdekében, hogy minden alkalommal zökkenőmentesen menjen végig ezen a folyamaton, minden Zortrax Full Metal csomag a következőket tartalmazza:
1000 g BASF Ultrafuse 316L vagy BASF Ultrafuse 17-4 PH izzószálból
300 g-os BASF Ultrafuse Support Layer támaszanyag
50 g-os üveg Magigoo Pro Metal ragasztó
Endureal hotend modul
Utófeldolgozási utalvány, 1000 g fémalkatrészre érvényes
A megfelelő acéltípus kiválasztása:
Mind a két bevezetett Full Metal Package BASF fémpor szálat tartalmaz, amely lehetővé teszi alkatrészek készítését két különböző típusú acélból. Az első típus egy rozsdamentes, sebészeti minőségű 316L acél, amely különösen ellenáll a korróziónak, mivel az ötvözetben viszonylag magas a króm aránya. A króm, amikor oxigénnel érintkezik, nagyon vékony védőréteget képez az alkatrészek felületén, amely megakadályozza azok korrodálódását.
A 316L acél jól használható kisméretű, precíz és nem mágneses finommechanikai alkatrészek nyomtatásában.
Emiatt jó teljesítményt nyújt kedvezőtlen környezetben. Például olyan helyeken, ahol az alkatrészek folyamatosan folyadékoknak, vegyszereknek vagy sóknak vannak kitéve. A 316L-es acél esztétikus is, különösen polírozás után, így dekorációs célokra is alkalmas. Ez az acél azonban viszonylag puha, és meglehetősen nagy nyúlása van. Kritikus terhelés alatt inkább meghajlik, mint eltörik.
A 17-4 PH acél ezzel szemben egy olyan ötvözet, amelynek nagyon nagy a keménysége a megnövekedett szén hozzáadásának és az edzésnek köszönhetően. Ezért jóval keményebb, mint a 316L típus, és sokkal kisebb, mindössze 4%-os szakadási nyúlása van. Ez azt jelenti, hogy az anyag sokkal nagyobb terhelést tud elviselni, 1004 MPa szakítószilárdsággal, ami közel kétszerese az 561 MPa névleges 316L-nek.
A 17-4 PH acél kiválóan alkalmas merevséget igénylő szerkezeti részekhez
Az alacsony nyúlás azonban azt jelenti, hogy kritikus terhelés hatására inkább eltörik, mint meghajlik. Annak ellenére, hogy a 17-4 PH a rozsdamentes acél kategóriába tartozik, de lényegesen hajlamosabb a korrózióra, mint a 316L típus, ezért több karbantartást igényel. Ezt az acélt a matt felülete miatt soha nem tartották különösebben szépnek, így jobb választás lehet olyan felhasználásra, ahol a külsőség másodlagos a működéshez képest.
Miért az Endureal a megfelelő választás a fémek számára?
A Zortrax Endureal 3D nyomtató az első olyan gép kínálatunkban, amely támogatja a fémszálakkal történő nyomtatást, és ennek jó okai vannak.
Jól megtervezett, kettős extrudáló rendszerrel rendelkezik, ami újra és újra bebizonyította, hogy alkalmas nagy teljesítményű és rendkívül igényes űrtechnikai alkatrészeket nyomtatására is. A nyomtatott részek méretpontosságát a fűtött, teljesen szabályozható hőmérsékletű nyomtatókamra biztosítja. Az Endurealban használt standard fúvókák speciális ipari bronzból készülnek, amely rendkívül kopásálló. Tekintettel arra, hogy különösen a BASF Ultrafuse Support Layer egy nagyon koptató anyag, az ilyen fúvókák használata jelentősen meghosszabbítja a rendszer élettartamát, és több időt bírnak ki karbantartás nélkül.
Ha a fémszálas 3D nyomtatásról van szó, a Zortrax Endureal az egyik legjobb 3D nyomtató a piacon.
Mivel a 3D nyomtató és a szeletelő szoftvert is a ZORTRAX fejlesztése, így számos hasznos funkció is beépítésre került, mint például az automatikus skálázás és a fémspecifikus típusú kitöltés. Ezek az elérhető funkciók a Z-SUITE szoftverrel együtt minden nyomtatóhoz ingyenesek.
Az Endureal fémszálakkal nyomtatott termékei olyan szilárd belső szerkezettel rendelkeznek, mint a hagyományosan készített fémötvözetek. És ez minden fém 3D-nyomtatási eljárás végső célja.
Hogyan válnak a 3D nyomtatott alkatrészekből fémek?
Miután az alkatrészeket 3D-ben kinyomtatták, a világ legfejlettebb kemencéket gyártó cége az Elnik Systems GmbH által elvégzett utófeldolgozási szakaszon kell átesni. Anélkül, hogy túlságosan belemennénk a folyamat részleteibe, két kulcsfontosságú szakaszból áll.
Az első szakaszt debindingnek nevezik. Az alkatrészeket a kemencébe helyezik, és a megfelelő hőmérsékleten eltávolítják a polimer töltőanyagot a modellekről. Az első szakasz befejezése után a kemence belép a szinterezésnek nevezett második szakaszba, ahol az alkatrészek fémötvözetekké alakulnak. Ultramagas hőmérséklet alkalmazásával a polimer töltőanyag eltávolítása után visszamaradt fémpor egy fémötvözet szilárd szerkezetévé olvasztódik.
A fém 3D nyomtatási kézikönyvben ismertetett tervezési irányelvek és korlátozások többségét ennek a bonyolult utófeldolgozásnak a technikai jellemzői határozzák meg. Például a BASF Ultrafuse fémszálakban jelen lévő polimer töltőanyagok a térfogatuk nagyjából 20%-át teszik ki. Ezért az alkatrészek 20%-kal zsugorodnak a leválási fázis után. A fém 3D nyomtatott alkatrészek méretkorlátozása egyszerűen azért van, hogy elférjenek az Elnik kemencékben.
Munka 3D nyomtatott fémekkel
Az utófeldolgozást követően az elkészült alkatrészek minden olyan további munkálatra készek, amiket a fémipari megmunkálás közben alkalmaznak.
A nyomtatott alkatrészek furataiba menetet lehet munkálni, így a csavarozási lehetőség is biztosított. Az alkatrészek gond nélkül összehegeszthetők, vagy szükség esetén sterilizálhatók. A 3D nyomtatott acél szükség esetén polírozható is, hogy tükrös felületet kapjunk, vagy tovább csiszolható, hogy az elvárt méreteket pontosan megkapjuk. Alapvetően a 3D nyomtatott acél úgy viselkedik, mint bármely más acél.
A hagyományos módon előállított acéltól megkülönböztethetetlen belső szerkezetének köszönhetően a 3D nyomtatott fém alkatrészek könnyen hegeszthetők.
Tudjuk, hogy a fém 3D nyomtatás folyamata egy kicsit összetettebb, mint a hagyományos polimer szálakkal történő gyártás, éppen ezért részletes útmutatót és kézikönyvet is készített a ZORTRAX. Ezek weboldalunkról letölthetőek.